新型納米材料石墨烯,由于其獨(dú)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(diǎn),在電磁、太赫茲通信等領(lǐng)域極具應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)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(shí)域數(shù)值計(jì)算方法。石墨烯是一種色散材料,需要對(duì)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(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)的極點(diǎn)-留數(shù)共軛對(duì)以有理分式和的形式展開(kāi)其頻域的表面電導(dǎo)率和阻抗,以此來(lái)簡(jiǎn)化后續(xù)公式的推導(dǎo)以及編程實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜難度。本文以時(shí)域積分方程作為理論基礎(chǔ),針對(duì)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(shí)域積分方程,通過(guò)時(shí)域表面阻抗與時(shí)域電流、時(shí)域表面電導(dǎo)率與時(shí)域磁流的卷積來(lái)體現(xiàn)石墨烯的色散特性,利用拉蓋爾多項(xiàng)式的性質(zhì)進(jìn)行推導(dǎo),獲得卷積項(xiàng)的解析式;同時(shí),基于等效原理,在襯底的表面建立時(shí)域PMCHW方程,兩組方程耦合來(lái)求解含襯底的石墨烯的散射問(wèn)題。采用加權(quán)拉蓋爾多項(xiàng)式作為全域時(shí)間基函數(shù),詳細(xì)推導(dǎo)了從積分方程建立、空間測(cè)試和時(shí)間測(cè)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(shí)域電磁流是晚時(shí)無(wú)條件穩(wěn)定的,對(duì)比商用軟件的...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(wèn)題的時(shí)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(shí)間基函數(shù)
    2.3 時(shí)域積分方程的實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        2.3.1 時(shí)域積分方程的建立
        2.3.2 求解過(guò)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(shí)域積分方程法
    3.1 等效原理
    3.2 時(shí)域PMCHW方程在均勻介質(zhì)上的應(yīng)用
        3.2.1 時(shí)域積分方程的建立
        3.2.2 求解過(guò)程
        3.2.3 均勻介質(zhì)的時(shí)域遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)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(shí)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(shí)域積分方程在含襯底的石墨烯上的應(yīng)用
        4.2.1 時(shí)域積分方程的建立
        4.2.2 求解過(guò)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(qǐng)的專(zhuān)利
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3853599