Формула для расчета коэффициентов дифракции электромагнитной волны на клинообразном объекте с импедансными боковыми поверхностями, предложенная Г. Д. Малужинцом (Sov. Phys. Dokl., Vol. 3, pp. 752-755, June 1958), дает возможность эффективного расчета возбуждения, отражений и поглощения волн клином. В данной работе предлагается метод вычисления функции Малужинца, основанный на использовании тангенциального преобразования и итерационной процедуры Чебышева-Лагерра. Даны примеры расчетов, показывающие, что предлагаемая процедура дает ошибку определения амплитуд на комплексной плоскости, не превышающую 0,27%. Библ. 9.

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.

Описываются физические и эл. свойства типовых излучателей очень низкочастотных колебаний (14…30 кГц), предназначенных для связи под водой. Представлены формулы, описывающие эл. магн. поля, создаваемые этими излучателями как на поверхности, так и в глубине моря, справедливые в указанном диапазоне частот для сферической Земли. Эти формулы могут использоваться для расстояний до 10 000 км. Рассмотрен вопрос о связи между подводными лодками, оборудованными горизонтальными антеннами. Библ. 28.

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.

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.

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.

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.

В статье излагается решение задачи о структуре эл. поля неподвижного точечного эл. заряда и величине его напряженности в движущейся полярной системе координат. Отличие подхода к решению задачи от известных автору состоит в том, что используется неинерциальная система координат в виде плоской полярной ( e[r], e[s], t), в которой определены составляющие поля. Причем показано, что составляющая по e[r],- E[r] должна состоять, в свою очередь, из двух составляющих, обусловленных двумя формами движения, которые присущи полярной системе, связанной с точкой, двигающейся в неподвижной системе координат (X, Y, t) по прямолинейной траектории с постоянной скоростью. Одна составляющая напряженности E[r] определяется обычным кулоновским потенциалом, другая возникает вследствие вращательной формы движения и с переменным значением угловой скорости. В статье показано, что общая структурная перестройка поля в подвижной системе координат характеризуется известной закономерностью, но вместе с тем имеет существенно новые черты. К ним, прежде всего следует отнести выявленную неоднородность структуры поля E[r] для участков траекторий справа и слева от оси. На участке траектории справа (в точках области увеличения E заряда) данная составляющая может обращаться в нуль ( v/c=3/4), либо изменять знак на противоположный (v/c>3/4). На участке слева (в точках области уменьшения E заряда) поле остается одного знака.

Прямое использование метода конечных элементов при моделировании обусловлено возможностью точного моделирования геометрии и трехмерных полей для данной длины волны. Для сопряжения этого метода с инженерным расчетом следует использовать коммерчески приемлемые стандартные пакеты программ. Внешние явления – моделирование рассеяния на структурах – более сложны для моделирования из-за необходимости численного ограничения сетки конечных элементов. Предложен метод, связывающий решение методом конечных элементов с граничной поверхностью при помощи решения интегральных ур-ний, отвечающим условиям излучения Соммерфельда. Объекты рассеяния м. б. достаточно большими, по отношению к длине волны. Представлены результаты моделирования.

В ряде работ авторов разработан метод определения токов, индуцированных в проводящей среде внешним эл. магн. полем, основанный на исследовании двух составляющих: стационарной и квазистационарной, соответствующих наличию или отсутствию наведенных токов, и приводящий в ряде случаев к слабым решениям. В данной статье рассматривается возможность и единственность существования слабых решений при использовании методов дискретизации исследуемого пространства. Для случая кусочной полиномиальной аппроксимации пространства при триангуляционном разбиении доказываются теоремы, характеризующие наличие слабых решений при анализе наведенных токов с использованием метода конечного элемента.

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.

Выполнено мат. моделирование поля гармонического вертикального магн. диполя вне и внутри однородного полупространства, структуры с высокоомным основанием и структуры с низкоомным основанием. Построены пространственная картина силовых линий магн. поля и карты изолиний эл. и магн. поля (вертикальной и горизонтальной компонент) внутри структуры. Показано проявление скин-эффекта, изменение эл.-магн. поля в зависимости от типа структуры, от частоты возбуждающего поля и от разноса между источником и приемников поля. Дается сравнение глубины проникновения поля вертикального магн. диполя с глубиной проникновения поля плоской волны.

Приводится строгое электродинамическое решение задачи возбуждения полоскового эл. вибратора. Получено интегродифференциальное уравнение относительно плотности продольного тока на поверхности полоскового вибратора, которое решалось с использованием мат. аппарата сингулярных интегральных уравнений, предварительно развитого для эл. вибратора цилиндрической формы. Приведены численные результаты исследований и показана высокая эффективность данного подхода.

Получены аналитические выражения для элементов тензорной функции Грина, составляющей основу решения задач дифракции и эл-магн. возбуждения периодических структур несоосных тел вращения. Наиболее просто в координатах вращения анализируются линейные решетки, состоящие из тел вращения с общей осью, когда сохраняется независимость азимутальных гармоник. Переход от одного тела к решетке осуществляется заменой функции Грина свободного пространства на двумерную функцию Грина плоской структуры. Получены и исследованы аналитические выражения для компонент тензорной функции Грина в координатах вращения, которые служат мат. основой для составления интегральных уравнений. Приведены рекомендации по применению процедур численного интегрирования. Процедура составления интегральных уравнений, адекватных граничным электродинамическим задачам, является в некотором смысле универсальной. Библ. 9.

Рассматриваются многочисленные методы для реализации вычислений с конечными элементами задач стационарных нелинейных вихревых токов. Для периодических решений характерно исчезновение всех резких переходов и формирование периодических характеристик. Представлен алгоритм расчетов стационарных условий эл. машин. Алгоритм основан на методе больших временных приращений, используемых в механике, и применен к расчету эл-магн. поля в генераторе. Алгоритм предусматривает нахождение решения для пары неизвестных параметров эл-магн. поля h и магн. индукции b. На каждом шаге алгоритма метод позволяет получить периодическое решение эл-магн. поля h и магн. индукции b. Итерации выполняются между субпространствами линейных уравнений и субпространствами нелинейных уравнений в заданном направлении. По сравнению с т. н. поэтапным алгоритмом получено сокращение времени вычислений.

Разработан метод конечных-граничных элементов, позволяющий численно решать двумерное уравнение Гельмгольца для эл-магн. волны с ТЕ- или ТМ-поляризацией, распространяющейся в неоднородной среде. Метод не требует задания граничных условий. Для демонстрации работоспособности метода проведено сравнение расчета дифракции плоской волны на диэл. цилиндре с радиусом, близким к длине волны, методом граничных-конечных элементов и с помощью точных аналитических формул. На сетке с числом отсчетов 200*150 (цилиндр занимает около 50*50 отсчетов) результаты совпали с точностью 1%.