沿涂敷介质层的导电基底传播的表面波与侧面波

来源 :中国科学院陕西天文台 中国科学院国家授时中心 | 被引量 : 10次 | 上传用户:yellow1989
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本论文从哈佛大学的Ronold W. P. King和美国东北大学的Sheldon S.Sandler同亚利桑那州大学的James R.Wait之间的学术争论<[1,2]>问题出发,对垂直和水平电偶极子分别在涂敷有介质层的导电基底上激励的电磁场问题进行了深入研究,包括理想导电基底和非理想导电基底两种情况.现将作者在研究中所做的主要工作以及主要成果如下:首先对垂直电偶极子在涂敷介质层的理想导电基底上所激励的电磁场进行了研究,在继承前人的研究结果上,深入分析了电磁场各分量积分表达式的特征和性质,根据复变函数理论和贝塞尔函数的特点,推导出了电磁场各分量的方便于数值计算的完整解析表达式,解决了King和Sandler与Wait之间所争论的学术问题.本文结果说明,King和Sandler的研究结果<[3]>中,确实如Wait所言,遗漏了一项吸附表面波(Trapped surface wave).但是本论文得到的吸附表面波,并不是Wait在评论<[1]>中所说的的表面波,而是由场分量的被积函数中所含有的极点的留数项产生的,而Wait却认为应该能够从F(p)函数中分离出一项以ρ<-1/2>规律衰减的传播波数为k<,0>表面波.本文给出了表面波的传播波数与介质层的关系.作者的结果还说明,被积函数的极点个数与介质层的厚度和介质层的波数k<,1>的乘积有关.本论文得到的侧面波,扩展了King和Sandler结果的适用范围,没有对覆盖在导电基底上的介质层的厚度加以任何限制,而King和Sandler的研究是将介质层的厚度限制在k<,1><2>l<2><<1或者k<,1>l<0.6条件下.作者在上述研究基础上,又进行了更深一步的研究.分别对垂直电偶极子在涂敷介质层的非理想导电基底上激励的电磁场、水平电偶极子在涂敷介质层的理想导电基底上激励的电磁场和位于覆盖有介质层的非理想导电基底中的水平电偶极子在导电基底一侧激励的电磁场进行了深入研究,分别得到了这几种情况下电磁场各场分量完整的解析表达式.作者的研究结果还表明,在一般情况下,水平电偶极子激励出的电型表面波和磁型表面波的传播波数是不相同的,其中的电型表面波与垂直电偶极子激励的规律相类似,而磁型表面波只有当介质层满足√k<2><,1>-k<2><,0>l>0.5π条件时才能被激励,并且在满足(n-0.5)<√k<2><,1>-k<2><,0>l<(n+0.5)π条件下磁型表面波将会有n个传播模式.
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