Радиотехника » Расчет волновых полей в РЭА
 

Эффективный метод численного анализа излучения щели в многослойной структуре

Структуры с геометрией щели, нашедшие широкое применение в качестве излучателей эл-магн. волн, исследуются обычно в спектральной или временной областях с помощью метода моментов, обладающего медленной сходимостью. Затраты машинного времени м. б. значительно снижены при использовании вместо уравнения Зоммерфельда функции Грина в замкнутой форме, вычисляемой с помощью процедуры Галеркина для векторных и скалярных потенциалов. Магн. составляющая тангенциального поля выражается смешанным потенциальным интегральным уравнением, содержащим базисную функцию. Приведены полученные с помощью предложенного алгоритма зависимости входного импеданса от относит. длины щели, прорезанной в бесконечном проводящем экране. Библ. 12.

Ключевые слова:  

Анализ дифракции электромагнитной волны на бесконечном круглом цилиндре с несколькими однородными слоями

Рассмотрен метод расчета распределения интенсивности при дифракции плоской волны ТЕ – и ТМ – поляризации на диэлектрическом однородном цилиндре с произвольной формой сечения. Метод основан на разложении поля внутри и вне цилиндра в ряды из цилиндрических функций, являющихся частными решениями уравнения Гельмгольца. Коэф. рядов ищутся из условий сопряжения внешних и внутренних полей на границе цилиндрического объекта. Предложен также метод расчета поля при дифракции плоской волны на многослойном диэлектрическом цилиндре с круглым сечением. При числе однородных слоев цилиндра больше двух задача сведена к решению линейной системы алгебраических уравнений, а при наличии только двух слоев диэлектрического цилиндра для поля получены аналитические соотношения. Приведен численный пример расчета распределения интенсивности при дифракции плоской ТЕ-волны на двухслойном диэлектрическом цилиндре: расчет проведен двумя методами – методом конечных элементов и с помощью полученных аналитических формул.

Ключевые слова:  

Локализация волн вблизи интерфейса нелинейных сред с пространственной дисперсией

Исследованы нелинейные стационарные возбуждения, локализованные вблизи границы раздела сред, обладающих пространственной дисперсией. При изучении данного вопроса особо важным считается учет взаимодействия возбуждений с границей раздела сред. Возникающие при этом локализованные возбуждения являются нелинейными интерфейсными волнами. Показано, что в рассматриваемой системе могут возникать несколько различных типов нелинейных интерфейсных волн. Сформулированы условия их существования.

Ключевые слова:  

Свободный процесс и вынужденные колебания в обобщенном параметрическом контуре

Под обобщенным параметрическим контуром в данном случае понимается электрический колебательный контур, у которого элементы (емкость, индуктивность и активные сопротивления) изменяются во времени независимо от протекающих токов по любым достаточно гладким законам, оставаясь всегда положительными. Контур возмущается двумя источниками энергии: источником тока и источником напряжения, – их ток и напряжение изменяются во времени по любым непрерывно дифференцируемым во времени законам. Такая разновидность контура содержит много важных для практики частных случаев. Предложены методы анализа свободных и вынужденных процессов контура.

Ключевые слова:  

Простая трехмерная аналитическая модель вихревого тока

Анализ вихревых токов в проводящих плоскостях или структурах, располагающихся в верхней полусфере, производится обычно на основе метода конечного элемента, требующего значительных вычислительных затрат. Предлагается чисто аналитический метод оценки вихревых токов в установившемся режиме, основанный на использовании уравнения диффузии и представлении проводящей поверхности в виде набора точечных источников наведенного тока. Составлено дифференциальное уравнение такого источника, включающее функцию Бесселя 1-го рода и произвольного порядка и дающее возможность расчета плотности токов для любой формы поверхности. Дан пример расчета, показывающий, что предлагаемая аналитическая модель м. б. распространеня на случаи импульсного возбуждения вихревых токов, а также на многослойные проводящие структуры.

Ключевые слова:  

Внутриминизонное поглощение нелинейной электромагнитной волны в полупроводниковй сверхрешетке

Исследовано внутриминизонное поглощение нелинейной электромагнитной волны с учетом того факта, что одновременно происходит примесное поглощение. Последнее приводит к повышению концентрации носителей тока в минизоне проводимости, что в свою очередь приводит к изменению формы самой электромагнитной волны. Таким образом, задача является самосогласованной. В результате численных расчетов построены графики зависимости коэффициента внутриминизонного поглощения кноидальной электромагнитной волны от напряженности электрического поля волны при учете процессов ионизации и без подобного учета. Показано, что учет процессов ионизации приводит к тому, что область существенного поглощения продлевается в сторону более сильных полей.

Ключевые слова:  

Электродинамическая теория несимметричного двойного щелевого волновода

Представлены некоторые результаты построенной электродинамической теории несимметричного двойного щелевого волновода, являющегося одной из основных линий передачи, при построении СВЧ и КВЧ блоков систем сверхбыстрой обработки информации на объемных ИС; рассмотрена модель “закрытого” щелевого волновода; построена также приближенная модель обобщенного двойного щелевого волновода, эффективная при оценочных расчетах.

Ключевые слова:  

Анизотропное рассеяние поляризованного света в слое магнитной жидкости

Установлено, что при рассеянии линейно поляризованного света на тонком слое магн. жидкости, помещенной в магн. поле, ориентированное вдоль границ плоского слоя наблюдается существенное отличие в зависимости интенсивности рассеянного света от величины магн. поля для случаев параллельной и перпендикулярной ориентации относительно направления магн. поля вектора эл. поля поляризованного излучения лазера. Наблюдающееся анизотропное светорассеяние м. б. объяснено различием размеров агломератов феррочастиц вдоль и поперек направления вектора эл. поля излучения лазера для различной ориентации вектора напряженности магн. поля. Библ. 4.

Ключевые слова:  

Дирекция электромагнитных волн на трехмерных идеально проводящих телах в магнитодиэлектрической оболочке

Предложен численный метод решения задач дифракции эл-магн. излучения на структурах, представляющих собой идеально проводящее тело произвольной формы в однородной магнитодиэл. оболочке. Метод реализован в виде программы для расчета компонент дифракционного поля структур с различными геометрическими и эл-динамическими параметрами. Приведены некоторые результаты численных исследований, направленных на выяснение влияния отклонений формы структуры от осесимметричной на энергетические характеристики рассеянного поля. Библ. 5.

Ключевые слова:  

Метод вычисления несимметричной компоненты функции Грина для многослойной среды с использованием комплексных изображений

Предложена методика вывода мат. выражения для несимметричной компоненты диадической функции Грина для распространения эл-магн. волн в многослойной среде. Методика основана на использовании асимптотического выражения для интеграла Зоммерфельда. Выражение, представленное в трехчленной форме, является достаточно точным и не требует большого машинного времени при расчетах. Приведены примеры расчетов для микрополосковых линий. Библ. 10.

Ключевые слова:  

Отражение наклонной плоской волны от хирального бруска, наложенного на мягкую или жесткую поверхность

Рассмотрен общий случай отражения плоской волны от бруска из хирального (оптически активного) материала, размещенного на твердой или мягкой поверхности. В хиральном бруске распространяются волны круговой поляризации левого и правого вращения. Разложение эл. поля на круговые вектора является удобным, т. к. волны, поляризованные по кругу, являются собственными волнами хиральной среды и не связаны с граничными условиями на поверхности, на которую наложен хиральный брусок. Отмечается связь на поверхности бруска и свободного пространства, что делает анализ более сложным. Библ. 10.

Ключевые слова:  

Преобразования волн инвариантных к углу падения при отражении от анизотропных управляемых покрытий

Рассмотрены инвариантные к углу падения тэта амплитудно-фазовые и поляризационные преобразования волн при френелевском отражении от невзаимных и взаимных анизотропных управляемых покрытий, описываемых импедансной моделью. Найдены физически реализуемые двоичные косоэрмитовые импедансные Dпси-состояния покрытия, обеспечивающие ему при любых тэта наперед заданные амплитудно-фазовые свойства и преобразования поляризаций на полных комплексных плоскостях. Показано, что для взаимных покрытий класс реализуемых инвариантных поляризационных преобразований ограничен.

Ключевые слова:  

Быстрый метод расчета дифракции электромагнитной волны на цилиндрических диэлектрических объектах

Рассмотрен итеративный алгоритм решения интегрального уравнения Фредгольма второго рода на основе использования алгоритма быстрого преобразования Фурье для вычисления интеграла типа свертки. Алгоритм применен для анализа дифракции эл.-магн. волны с ТЕ-поляризацией (например, непараксиального гауссового пучка) на цилиндрических диэл. микрообъектах, поперечный размер которых сравним с длиной волны. Приведены результаты численного моделирования и результаты сравнения с аналитическим расчетом.

Ключевые слова:  

Параллельная обработка данных при моделировании СВЧ-схем

Приведены результаты внедрения имитатора гармонического баланса типа AGILE для параллельной обработки различных массивов данных на ЭВМ. Даны описания параметров ЭВМ, включая параметры общей памяти, реализации передачи сообщений и алгоритмы, используемые для параллельной работы. Рассмотрены возможности работы различных ЭВМ, в том числе CM-5, KSR-1 и объединенные в локальные сети однородные рабочие станции, использующие операционную систему UNIX RPC. Основное внимание уделено описанию алгоритмов, используемых на различных ЭВМ, и полученным результатам. Табличные данные показывают, что для решения некоторых тестовых задач при параллельной работе вычислительных средств требуется в 3…10 раз меньшее время, чем при последовательных вычислениях (от 1,6 до 23,4 с при параллельной работе вместо от 6,1 до 10,7 с при последовательной). Библ. 11.

Ключевые слова:  

Аналитический характер электромагнитных полей в областях, характеризуемых аналитически выраженными диэлектрическими характеристиками и источниками излучения

Рассмотрены возможности применения знания аналитического описания эл-магн. поля, которое имеет фундаментальное значение для решения некоторых теор. эл-магн. задач, напр., для доказательства единственности решений некоторых задач граничных значений и единственности решений некоторых задач рассеяния. Представлено доказательство аналитического характера гармонических во времени эл-магн. полей в открытых областях, характеризуемых аналитически выраженными диэл. параметрами и источниками излучения. Этот результат может иметь значение для теор. аспектов электромагнетизма, обычно при доказательстве единственности решения теорем.

Ключевые слова:  

Применение интерполяционного вектора высшего порядка, основанного на использовании пирамидальных элементов

Рассматриваются особенности численных решений трехмерных эл-магн. задач, когда область анализа м. б. дискретизирована с помощью элементов, имеющих четырехгранные, кубические или призматические формы. Для согласования и соединения между собой таких разных по форме элементов с целью формирования удобной измерительной сети необходимо применение пирамидальных элементов. Предложено использование интерполирующей функции с вектором высшего порядка для вихревых полей и при наличии дивергенции эл-магн. поля, использующей пирамидальные элементы, применение которых м. б. расширено до получения вихревых пирамид. Проведено обсуждение комплексного применения таких функций. Подробно рассмотрена обобщенная методика формирования базисного вектора произвольного полиномиального порядка. Предложенные элементы обеспечивают непрерывность формирования сети из векторных элементов равного порядка, но разной формы, в анализируемой области. Проведенные вычисления подтверждают быструю сходимость процесса вычислений функций высшего порядка в пирамидальных областях анализа.

Ключевые слова: