[发明专利]一种四针状氧化锌晶须复合材料等效介电常数的计算方法

权利要求书

1.一种四针状氧化锌晶须复合材料等效介电常数的计算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，推导四针状氧化锌晶须复合材料的传输系数；

所述的步骤1具体为：

步骤1.1，将四针状氧化锌晶须复合材料的厚度记为d，等效介电常数记为ε_eff，由于四针状氧化锌晶须是一种非磁性材料，通常可认为复材料的等效磁导率等于1；

步骤1.2，由麦克斯韦方程组和相应的边界条件可知，根据四针状氧化锌晶须复合材料的等效介电常数可得其传输系数T₁的表达式为

其中j表示虚数单位，即k₀表示自由空间中的波数；

步骤1.3，将晶须的长度记为R，由微观电磁响应推导得到的传输系数T₂表达式为

其中f_ZnO表示复合材料中四针状氧化锌晶须所占的体积比；r表示晶须表面的反射系数，其表达式为

式中ε′_ZnO是氧化锌晶须的介电常数实部，ε′_m是背景媒质的介电常数实部；

步骤2，联立两个传输系数表达式得到超越方程；

所述的步骤2具体为：

将步骤1中所得到的式(1)和式(2)进行联立，可得如下复数超越方程

步骤3，求解超越方程，得到等效介电常数ε_eff。

2.根据权利要求1所述的四针状氧化锌晶须复合材料等效介电常数的计算方法，其特征在于，

所述的步骤3具体为：

步骤3.1，对步骤2中获得的超越方程式(4)，进行简单变形，得，

则求解式(5)的方程的方法就是寻找合适的ε_eff使得方程左边等于0；

步骤3.2，通过使用基本的粒子群优化算法来计算方程的根，在优化过程中所使用的目标函数，其表达式为

式中，目标函数值objective等于式(5)等号左边部分的模值；

步骤3.3，当目标函数值objective小于预设的最小值时，对应的ε_eff即为所求得的等效介电常数ε_eff的结果，

其中预设的最小值为0.001。