吸波材料的應用例如電子型吸波貼片等，應用在於高科技產品類上，如LCD裝置，筆記型電腦、桌上型電腦。
電磁波吸波材料為混合物，以介電質材料為基材摻雜磁粉組成，電磁波吸波材料必須具有寛頻吸波特性和吸收大角度入射波，電磁波吸波材料須要介電常數εr和導磁係數μr很大。
本論文中使用介電常數εr比為1：10，導磁係數μr為1：1000之材質為例，對此折射率變化大的鐵磁材料，推導出適當頻域二維有限差分式；對於扁平近似針狀的磁粉片，以二維摻雜磁粉的近似模型求解其對電磁波傳播的影響，對此問題的處理主要須留意到吸波邊界和大對比材料等效…等方面處理。由於此種混合材料沒有完備的理論解，所以我們先以空心波導作驗證，確定邊界值處理的方式是正確的，再加上磁粉，探討實際吸波物的效果以及各種物理現象是否正確。
在論文中還有提出一維最佳設計的理論，使用逆向設計問題找出最佳化參數，介電常數εr和介電常數損耗角正切、導磁係數μr和導磁係數損耗角正切a、還有介質寛度，以設計出最佳的吸波複合材料。

Radio wave absorbing materials (RAM) are commonly found amongst high-tech products such as LCD electronic devices, laptop and desktop computers.

Electromagnetic wave absorbing materials are composed of dielectric materials mixed with ferrite, a magnetic material, with varying shapes and sizes. It should be capable of absorbing electromagnetic energy at normal and large incident angles over a wide range of frequencies. This requires the material to possess a large relative complex dielectric constant (permitivity εr), as well as a large relative complex magnetic permeability constant (μr).

Due to the nature of the complexity of the RAM, which surpasses standard analysis techniques, we have derived, for this thesis, frequency-domain two-dimensional finite-difference formulas for modeling the electromagnetic behavior of RAM. This involves using a material that has a given εr(1:10 range) and μr(1:1000 range) which covers a vast range of indices of refraction. To reduce the computational domain, we took care of implementing the numerical absorbing boundary conditions, while also implementing material averaging schemes for the finite-difference coefficients that cover the region where sample medium changes. Simple numerical examples are included to verify our mathematical model.

We also implemented an optimal one-dimensional multi-layered RAM design, designed by using a constrained optimization searching technique. Included in the thesis are two complete, practical, optimal designs considering available material parameters (finite loss tangent) as well as their actual manufacturing limitations (layer thickness).

誌謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅰ
摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅱ
目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅳ
圖目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅵ
第一章 導論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
第二章 吸波理論分析 . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1 材料吸波機制 . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 共振腔吸波理論分析 . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2-1 平面波的反射及折射 . . . . . . . . . . . . 6
2.2-2 場量與能量的反射及穿透 . . . . . . . . . 8
2.2-3 單層結構的入射及反射 . . . . . . . . . . 9
2.2-4 多層介質特性阻抗之計算 . . . . . . . . . 11
2.2-5 共振腔吸波 . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 散射吸波機制 . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
第三章 吸波材料混合公式(Mixing formula) . . . 21
第四章 一維吸波材料最佳化設計 . . . . . . . 27
第五章 一維及二維純量波動方程式推導 . . . 41
5.1 一維純量波動方程式推導 . . . . . . . . . . . . 41
5.2 二維純量波動方程式推導 . . . . . . . . . . . . 44
第六章 波動方程式有限差分近似 . . . . . . . . . . 47
第七章 一維不連續介質有限差分法精確度探討 51
7.1 大對比材料一維有限差分式近似 . . . . . . . . 52
7.2 邊界條件處理和推導有限差分式 . . . . . . . . 52
7.3 單一界面有限差分法計算 . . . . . . . . . . 55
7.4 波動方程式多層介質有限差分法模擬 . . . . 57
7.5 三層介質一維有限差分法計算 . . . . . . 64
第八章 二維有限差分法數值計算模擬 . . . . 73
8.1 有限差分係數使用Mixing formula計算 . . . . 76
8.2 邊界條件和有限差分式推導 . . . . . . . . . 77
8.3 二維有限差分計算例子 . . . . . . . . . . . . . . . . 90
第九章 結論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
附錄A 阻抗匹配法 . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
附錄B ABCD method . . . . . . . . . . . . . . . . 113
參考文獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
中英對照表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

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