[发明专利]一种介质包裹导线的横磁波传输模型及其构建方法

权利要求书

1.一种介质包裹导线的横磁波传输模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

以介质包裹导线的端面为xoy平面，以介质包裹导线的延伸方向为z轴方向，建立柱坐标系；

在建立的柱坐标系下，分别选择介质对应的Helmholtz方程基本解以及空气对应的Helmholtz方程基本解；

分别依据所述介质对应的Helmholtz方程基本解以及空气对应的Helmholtz方程基本解，确定所述介质对应的电磁场表达式以及所述空气对应的电磁场表达式；

依据确定的所述介质对应的电磁场表达式以及所述空气对应的电磁场表达式，并利用边界条件，最终获得介质传输模型以及空气传输模型，以实现可从多个维度分析介质包裹导线的信息传输性能；

所述介质传输模型为：F₁＝J_n(k_ρ1a)N_n(k_ρ1b)-N_n(k_ρ1a)J_n(k_ρ1b)；

所述空气传输模型为：F₂＝J_n(k_ρ1a)N'_n(k_ρ1b)-N_n(k_ρ1a)J'_n(k_ρ1b)；

其中，J_n为n阶第一类贝塞尔函数、J'_n为J_n的一阶导数、N_n为n阶第二类贝塞尔函数、N'_n为N_n的一阶导数、k_ρ1为介质1中的传播常数、a为介质半径、b为导线半径。

2.根据权利要求1所述介质包裹导线的横磁波传输模型的构建方法，其特征在于，在建立的柱坐标系下，分别选择介质对应的Helmholtz方程基本解以及空气对应的Helmholtz方程基本解中，包括：

选择TM模式下，介质对应的Helmholtz方程基本解和空气对应的Helmholtz方程基本解；

以及选择TE模式下，介质对应的Helmholtz方程基本解和空气对应的Helmholtz方程基本解。

3.根据权利要求1所述介质包裹导线的横磁波传输模型的构建方法，其特征在于，分别依据所述介质对应的Helmholtz方程基本解以及空气对应的Helmholtz方程基本解，确定所述介质对应的电磁场表达式以及所述空气对应的电磁场表达式，具体为：

依据所述介质对应的Helmholtz方程基本解以及空气对应的Helmholtz方程基本解，利用复频域的Maxwell方程组，分别获得TM模式下以及TE模式下，介质的电矢量简化表达式和磁矢量简化表达式以及空气的电矢量简化表达式和磁矢量简化表达式；

依据TM模式下以及TE模式下，介质的电矢量简化表达式和磁矢量简化表达式以及空气的电矢量简化表达式和磁矢量简化表达式，合成介质的电磁场表达式以及空气的电磁场表达式。

4.根据权利要求1所述介质包裹导线的横磁波传输模型的构建方法，其特征在于，依据确定的所述介质对应的电磁场表达式以及所述空气对应的电磁场表达式，利用边界条件，最终获得介质传输模型以及空气传输模型中，所述的边界条件分别为：

当ρ＝a时，H_z1＝H_z2，E_z1＝E_z2，H_φ1＝H_φ2，E_φ1＝E_φ2；

当ρ＝b时，E_z＝0,E_φ＝0；

其中，H_z1为介质在z轴方向磁场强度，H_z2为空气在z轴方向的磁场强度，E_z1为介质在z轴方向的电场强度，E_z2为空气在z轴方向的电场强度，H_φ1为介质在圆周方向的磁场强度，H_φ2为空气在圆周方向的磁场强度，E_φ1为介质在圆周方向的电场强度，E_φ2为空气在圆周方向的电场强度，E_z为导线表面z轴方向的电场强度，E_φ为导线表面的电场强度。