Метод решения задачи о прохождении электромагнитного импульса через диэлектрические слои Текст научной статьи по специальности «Физика»

3. Патент Франции кл.73-71-6 №2114061.

4. Авторское свидетельство СССР № 924665.

5. Патент на изобретение по заявке № 98114405/09(015652) «Система управления многоканальным вибростендом».

6. Кусков А.Н. «Система управления вибрационной испытательной установкой». Тезисы доклада на Всероссийской конференции. Таганрог, 1997.

7. Научно-технический отчет «Разработка эскизного проекта системы управления трехкомпонентным вибростендом для сейсмических испытаний». НИИ строительных конструкций. Киев, 1987.

УДК 621.979.8.01

Е.В.Самарский

МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О ПРОХОЖДЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА ЧЕРЕЗ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

СЛОИ

В работе получено аналитическое решение задачи дифракции электромагнитного импульса (ЭМИ) произвольной формы от диэлектрической пластины. Решение этой задачи может быть использовано для импульсного измерения параметров диэлектриков.

Рассмотрим отражение электромагнитного импульса 5 и р поляризации от диэлектрической пластины. Решение этой задачи при монохроматической волне хорошо известно:

я яп(у^)(у?-г0у2)+>«»(у1ахг1г2-г0у1) .

5т(у,ё)(-у? - УоУ2 ) + I С05(У[(1)(—у,у2 - УоУ]) ’

к ( ) = япСуМу? ~ УоУ2) ■+ * С08(Т1<!)(У1-у2 - Уо?1) . 8т(у!<1Х-у? -УоУгН^оз^аХ—у,у2 — УоУ 1)

у0 = к0 С08(\|/); У! = к0А/е, -вт2^); у2 = к0 >/е2 -8га2(н/); к0=ш/с;

Отраженная монохроматическая волна:

0отр(х,у,2) = А(со)е~’кхХ~’куУК(<в) = <с05^))к({0)А(со)

где А(ю) - амплитуда падающей волны.

После преобразований ( см. работу [2] ) имеем формулу для отраженного импульса:

п=(Лс )

(„У-2уп1ьу|4

С ) С ]

у-2ус1(п + 1)

где V = Х5т(у) + усо5(^), у = У)/к0 , С-скорость света, А(^ - падающий

ЭМИ,

а=У12 -У0У2 -У1У2 +У0У2. Ь = у? У о У 2 +У1У2 ~УоУ2>

с'= ~У\ -УоУ2+У1У2+УоУ25 8 = -у? ~УоУ2 —У1У2 —У0У2•

По полученной формуле разработана программа для ЭВМ, которая позволяет рассчитать отраженный электромагнитный импульс любой формы, длительности с наперед заданной точностью.

Для примера можно показать на графике несколько случаев отражения ЭМИ от диэлектрической пластины при разной длительности падающего импульса.

Огр. Им- пульс. Угол наблю- дения Угол паде- ния Длительн. Имп., Т Диэл. прониц. 1 -й среды. Диэл. прониц. 2-й среды Диэл. прониц. 3-й среды. Тол- щина пла- стины

1-й 30° 30° 1.0 нсек 1 10 3 1 ММ

2-й 30° 30° 0.1 нсек 1 10 3 1 мм

3-й 30° 30° 0.01 нсек 1 10 3 1 мм

ЛИТЕРАТУРА

1. Kolchigin N.N., Pivnenko S.N. "Numerical modeling of measurements of dielectric material characteristics using non-sinusoidal signals" // Conference Proceedings 1998 International conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET'98), Kharkov, Ukraine, Vol. 1, pp.346-348.

2. Лерер A.M., Самарский E.B. " Отражение электромагнитного импульса от диэлектрической пластины " // Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности", Таганрог, 1999, С. 152-154.

УДК 621.371

А.В. Алпатова, Н.Н. Кисель,В.Н. Кисель

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ВНУТРИ КРУГОВОГО НЕОДНОРОДНОГО ЦИЛИНДРА

Задача взаимодействия электромагнитного поля с биологическими объектами в последнее время приобрела повышенный интерес из-за широкого распространения источников искусственного излучения (средств персональной связи, спутниковых систем и т.д.). В этой связи в литературе рассматриваются различные по сложности модели биологических сред [1].

В работе были рассмотрены задачи возбуждения кругового диэлектрического цилиндра с неоднородным включением при различных источниках облучения (плоская и цилиндрическая волны). Особенностью приведенной методики является комбинированное использование методов собственных функций и объемных интегральных уравнений.

Решение сведено к системе линейных алгебраических уравнений относительно значений поля в поперечном сечении включения. Для тестирования разработанного алгоритма и вычислительных программ использовалось решение задачи о падении плоской волны на двухслойный круговой диэлектрический цилиндр, полученное стандартным методом собственных функций. Результаты расчетов с высокой точностью совпали.

В работе приведены численные результаты расчета электромагнитного поля в неоднородных цилиндрических структурах при различных геометриях и электродинамических параметрах среды.