Нестаціонарні електромагнітні поля в поперечно-неоднорідних багатозв’язних циліндричних і конічних лініях передачі - Автореферат

Наприклад, НШС сигнали, за рахунок наявності низькочастотної складової, мають більшу проникаючу здатність при поширенні в діелектричних середовищах з втратами, що дозволяє при використанні імпульсних радарів отримувати значно більше інформації в порівнянні з одночастотними радарами. В поперечно-неоднорідних хвилеводах Т-хвиля стає квазі-Т хвилею, яка як і раніше не має частоти відсічки, але при цьому стає дисперсною, тобто сигнали при поширенні спотворюються. Ці методи дозволяють достатньо легко розраховувати гармонічні та вузькосмугові поля в таких структурах і стають неефективними при аналізі НШС полів, тому що потребують розрахунку на великій кількості дискретних частот в широкій смузі, яку займає НШС сигнал. Таким чином, для проектування і створення широкосмугових ліній передачі й антен на їх основі існує необхідність в розвязанні модельних задач нестаціонарної електродинаміки, в створенні математичних моделей поперечно-неоднорідних квазі-ТЕМ ліній передачі у часовій області та в розробці ефективних методів розрахунку і аналізу полів у поперечно-неоднорідних направляючих структурах. Застосувати розроблений чисельний алгоритм для розрахунку електромагнітних полів нестаціонарних джерел в екранованих квазі-ТЕМ лініях передачі, які використовуються в техніці НВЧ (екранована мікросмужкова лінія), і дослідити фізичні особливості процесів збудження і поширення таких полів.В другому розділі «Розрахунок нестаціонарних полів в регулярних поперечно-неоднорідних багатозвязних циліндричних лініях передачі на основі модового розкладання в часовій області» побудовано варіант ММБ, обчислювальна схема якого дозволяє проводити аналіз процесів збудження і поширення нестаціонарних електромагнітних полів у довільній багатозвязній циліндричній лінії передачі з неоднорідним і нестаціонарним магнітодіелектричним заповненням. Однак, найбільш ефективне застосування запропонована схема знаходить при аналізі полів у багатозвязних (підтримуючих квазі-Т хвилі) циліндричних лініях передачі, коли функції діелектричної і магнітної проникностей середовища, що заповнює, можуть бути представлені у вигляді добутку двох функцій, одна з яких є функцією лише поздовжньої координати і часу, а друга є функція лише поперечних координат, тобто , . Ключовими при побудові обчислювальної схеми є наступні розкладання напруженості електричного багатозвязний лінія передача поле і магнітного полів по нестаціонарним хвилям: (1) де і відповідно електрична і магнітна сталі, і - дійсні параметри, які введено для зручності. Невідомі коефіцієнти в модових розкладаннях полів (1), що залежать від повздовжньої координати і часу, знаходяться з отриманої СЕХР, яка у випадку факторизованої залежності матеріальних параметрів від координат і часу є неоднорідною нескінченною системою лінійних диференціальних рівнянь в частинних похідних (диференціювання ведеться по змінним і ) другого порядку зі змінними коефіцієнтами. Таким чином, незважаючи на те, що струм збуджує лише Т-хвилю, в лінії в процесі поширення збудяться і вищі Н-і Е-хвилі, які мають ненульові частоти відсічки.В дисертаційній роботі отримав розвиток новий підхід до розвязання актуальної задачі аналізу процесів збудження і поширення нестаціонарних електромагнітних хвиль в багатозвязних поперечно-неоднорідних циліндричних і конічних лініях передачі в часовій області. Для розвязання цієї задачі за основу було взято ММБ для однозвязних поперечно-неоднорідних хвилеводів, який спочатку було узагальнено на випадок хвилеводу з багатозвязним поперечним перетином, а потім було побудовано аналогічний варіант в сферичній системі координат для багатозвязних поперечно-неоднорідних конічних ліній передачі. Розвинуті в роботі два варіанта ММБ орієнтовані на аналіз багатозвязних циліндричних (конічних) неоднорідних ліній передачі, в яких діелектрична і магнітна проникності можуть бути представлені у вигляді добутку двох функцій, одна з яких залежить лише від поперечних (кутових) координат, а друга - тільки від повздовжньої (радіальної) координати і часу, тобто коли неоднорідність і нестаціонарність діелектричної і магнітної проникностей має вигляд Розкладання полів в багатозвязних поперечно-неоднорідних циліндричних і конічних лініях передачі ведеться по «власним» нестаціонарним звязаним Н-, Е-і Т-хвилям («модам») відповідної лінії передачі. Встановлено, що процес поширення імпульсного сигналу з довільним часовим профілем і фінітним спектром в довільній квазі-ТЕМ лінії передачі можна з високою точністю описати за допомогою скінченного числа звязаних хвиль.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ