新型納米材料石墨烯,由于其獨特的熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)特性,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便迅速成為研究領(lǐng)域的前沿與熱點,在電磁、太赫茲通信等領(lǐng)域極具應(yīng)用價值。針對石墨烯太赫茲器件的應(yīng)用需求與數(shù)值仿真需求,本文給出了一種分析含襯底的石墨烯太赫茲頻段電磁特性的時域數(shù)值計算方法。石墨烯是一種色散材料,需要對其色散特性進(jìn)行準(zhǔn)確建模,根據(jù)Kubo公式可以得到其頻域電導(dǎo)率模型。本文采用矢量匹配法,用實數(shù)或復(fù)數(shù)的極點-留數(shù)共軛對以有理分式和的形式展開其頻域的表面電導(dǎo)率和阻抗,以此來簡化后續(xù)公式的推導(dǎo)以及編程實現(xiàn)的復(fù)雜難度。本文以時域積分方程作為理論基礎(chǔ),針對含襯底的石墨烯,在石墨烯的表面強(qiáng)加阻抗邊界條件得到時域積分方程,通過時域表面阻抗與時域電流、時域表面電導(dǎo)率與時域磁流的卷積來體現(xiàn)石墨烯的色散特性,利用拉蓋爾多項式的性質(zhì)進(jìn)行推導(dǎo),獲得卷積項的解析式;同時,基于等效原理,在襯底的表面建立時域PMCHW方程,兩組方程耦合來求解含襯底的石墨烯的散射問題。采用加權(quán)拉蓋爾多項式作為全域時間基函數(shù),詳細(xì)推導(dǎo)了從積分方程建立、空間測試和時間測試以及矩陣方程形成的主要公式。數(shù)值仿真結(jié)果表明時域電磁流是晚時無條件穩(wěn)定的,對比商用軟件的...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 論文章節(jié)安排
第二章 求解瞬態(tài)散射問題的時域積分方程法
    2.1 矩量法基本原理
    2.2 基函數(shù)
        2.2.1 空間基函數(shù)
        2.2.2 時間基函數(shù)
    2.3 時域積分方程的實現(xiàn)過程
        2.3.1 時域積分方程的建立
        2.3.2 求解過程
    2.4 阻抗邊界條件
    2.5 本章小結(jié)
第三章 求解均勻介質(zhì)瞬態(tài)散射的時域積分方程法
    3.1 等效原理
    3.2 時域PMCHW方程在均勻介質(zhì)上的應(yīng)用
        3.2.1 時域積分方程的建立
        3.2.2 求解過程
        3.2.3 均勻介質(zhì)的時域遠(yuǎn)場計算
        3.2.4 數(shù)值算例與分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 求解含襯底的石墨烯瞬態(tài)散射的時域積分方程法
    4.1 矢量匹配法分析石墨烯色散模型
        4.1.1 矢量匹配法的基本原理
        4.1.2 數(shù)值結(jié)果與分析
    4.2 時域積分方程在含襯底的石墨烯上的應(yīng)用
        4.2.1 時域積分方程的建立
        4.2.2 求解過程
    4.3 數(shù)值結(jié)果仿真
        4.3.1 石墨烯表面電導(dǎo)率和阻抗
        4.3.2 含襯底的石墨烯散射特性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3853599