大数跨境
0
0

球面波展开(Spherical Wave Expansion, SWE)

球面波展开(Spherical Wave Expansion, SWE) 微波工程仿真
2025-06-25
2
导读:球面波展开(Spherical Wave Expansion, SWE)是分析球形结构中电磁场的核心数学工具。



球面波展开(Spherical Wave Expansion, SWE)是分析球形结构中电磁场的核心数学工具

目录



  • 球面波展开
  • SWE的物理意义与优势
  • 参考资料



*

As shown below👇

*球面波展开

将任意电磁场分解为球面波模态(如 Mmn ,Nmn )的叠加,类似傅里叶变换中将信号分解为正弦波。

1、场量展开

电磁场表示为球面波叠加

其中:

Mmn :TE波(磁偶极子场)

Nmn :TM波(电偶极子场)

ψmn :标量球谐函数,含贝塞尔函数Zn (kr) 和缔合勒让德函数Pnm (cosθ)


2、激励源建模

植入天线等效为电偶极子或磁偶极子:

电偶极子 → 激励TM模 (bmn 主导)

磁偶极子 → 激励TE模 (amn 主导)


3、边界条件匹配

在球体边界(r=rbody )匹配切向场:

内部场(球形介质):用第一类球贝塞尔函数 jn (kbody r)(有限值)

外部场(自由空间):用球汉克尔函数 hn(2) (k0 r)(辐射条件)

反射/透射:通过阻抗连续性求反射系数 T


4、参数提取

从主导模态系数解析导出目标参数:






*SWE的物理意义与优势

仅需分析最低阶TM模(n=1)即可捕获主导损耗机制。



参考文献



[1] Z. Šipuš, M. Gao, M. Bosiljevac, and A. K. Skrivervik, “Spherical Human Phantoms for Characterization of Implanted Antennas,” in 2024 International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks (SoftCOM), Sep. 2024, pp. 1–5. doi: 10.23919/SoftCOM62040.2024.10721761.


        



【声明】内容源于网络
0
0
微波工程仿真
关注数学、电磁理论、微波射频、电路、工业设计等内容以及相关的仿真、设计工具软件。
内容 457
粉丝 0
微波工程仿真 关注数学、电磁理论、微波射频、电路、工业设计等内容以及相关的仿真、设计工具软件。
总阅读350
粉丝0
内容457