Рассеяние электромагнитных импульсов на импедансных структурах

• Автор: Рыкшин, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 135 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАССЕЯНИЯ

1.1. Постановка краевых задач

1.2. Методы геометрической и физической оптики

1.3. Проекционные и сеточные методы

1.4. Вариационные методы

1.5. Метод коллокаций

1.6. Метод дискретных источников

1.7. Работы, связанные с исследованием импеданса поверхностей

1.8. Применение техники вейвлет-преобразования

1.9. Работы, связанные с исследованием рассеяния импульсов
И. РАССЕЯНИЕ ИМПУЛЬСА НА ИМПЕДАНСНОМ ЦИЛИНДРЕ
2.1 Формулировка задачи
2.2 ИМПЕДАНСНЫБ ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ
2.3 Решение волновых уравнений
2.4 Поле источника и рассеянное поле. Вертикальная поляризация
2.5 Поле источника и рассеянное поле. Горизонтальная поляризация
2.6 Применение вейвлет-преобразования в задаче
2.7 Поле источника и рассеянное поле. Вертикальная поляризация
2.8 Поле источника и рассеянное поле. Горизонтальная поляризация
2.9 Расчетные соотношения и численные результаты
III. РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СЛОЕ
3.1. Формулировка задачи
3.2. Запись решения для поля. Вертикальная поляризация
3.3. Запись решения для поля. Горизонтальная поляризация
3.4. Численные результаты
IV. РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА НА ИМПЕДАНСНОЙ ЛЕНТЕ НАД ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЛОЕМ
4.1. Формулировка задачи
4.2. Запись решения для поля. Вертикальная поляризация
4.3. Запись решения для поля. Горизонтальная поляризация
4.4. Интегральные уравнения задачи. Вертикальная поляризация.
4.5. Интегральные уравнения задачи. Горизонтальная поляризация .
4.6. Численные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение
Актуальность. Данная диссертационная работа посвящена развитию строгих математических методов решения задач распространения и рассеяния электромагнитных импульсов на различных структурах, в том числе обладающих импедансными поверхностями.
В современной физике и технике широкое применение получили электромагнитные поля, создаваемые импульсными источниками. Наиболее важными областями, в которых используются такие поля, являются термоядерные реакторы, ускорители элементарных частиц, аппаратура, предназначенная для моделирования электромагнитного импульса ядерного взрыва. Кроме того, в последнее время заметен интерес к разработке приборов, предназначенных для генерации сверхкоротких импульсов, которые затем используются в различных физических приложениях. Теоретическое изучение явлений распространения и рассеяния электромагнитных полей импульсных источников на проводящих граничных поверхностях также представляет интерес при проектировании антенных устройств, линий передач, исследовании процессов распространения волн радио- и оптического диапазонов, локации искусственных объектов и дистанционного зондирования природных сред, поскольку данные, полученные при дистанционном зондировании с применением импульсных широкополосных сигналов, считаются наиболее информативными.
В ряде работ рассмотрено решение задачи дифракции плоской волны на щели и ленте с идеальными граничными условиями на поверхности [1]. При этом задача сводится к системе парных сингулярных интегральных уравнений (ИУ), либо к интегральному уравнению Фредгольма относительно поверхностных токов (лента) или касательной составляющей электрического поля (раскрыв). В некоторых статьях решение интегральных уравнений

одномерные неоднородности, в частности, внимание отведено влиянию сгенерированных быстрозатухающих волн на характеристики отражения. Показано, что, если поверхностная неровность довольно сильная, то элемент тензора эффективного импеданса, относящийся к /^-поляризационному состоянию, намного больше, чем входной локальный импеданс. В качестве примеров рассчитаны: эффективный импеданс плоской поверхности с сильно неоднородным периодическим ленточным локальным импедансом, эффективный импеданс, связанный с одномерной слоистой решеткой.
В работе [39] рассматривается прототип антенны, использующий искусственные импедансные поверхности для контроля распределения'поля в ближней зоне. Антенна представляет собой* петлевой симметричный вибратор, расположенный над конечноразмерной поверхностью с искусственным импедансом. Обнаружено, что экранирование поля наиболее эффективно, если поверхность является металлическим проводником. Однако для получения разумного значения сопротивления излучения- диполь должен находиться вдали от экрана. Если поверхность является магнитным экраном, конструкция антенны, более компактна, но- поле позади экрана больше. Реализовано компромиссное решение, использующее индуктивную поверхность умеренного поверхностного- импеданса, позволяющего реализовать эффективный- экран для поля- в ближней зоне с разумным низкопрофильным дизайном.
Статья [40] касается изучения- излучения горизонтальной нити электрического тока вблизи тела, на поверхности которого считаются выполненными импедансные граничные условия; заданные уравнением, связывающим тангенциальные компоненты электрического и магнитного полей на поверхности тела. Конечный экран должен быть расположен между антенной- и телами- или устройствами, которые могут поглощать излучение антенны, возмущать- своим переизлучением ее диаграмму направленности, вносить расстройки в антенный контур и т.п. При этом во* многих практических случаях, в том числе для антенн различных