М.М. Кушнерёв1, С.П. Скобелев2

1,2 ПАО «Радиофизика» (Москва, Россия)

1,2 МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия)

1 kushneryov.mm@phystech.edu; 2 s.p.skobelev@mail.ru

Рассмотрена двумерная задача рассеяния плоской электромагнитной волны на диэлектрической и магнитно-диэлектрической линзе Микаэляна. Разработан новый алгоритм гибридного проекционного метода для решения этой задачи с возможностью учета не только переменного профиля диэлектрической проницаемости линзы, как это было реализовано ранее, но и переменного профиля магнитной проницаемости. Также синтезирован новый алгоритм для рассеяния H-поляризованной волны на чисто диэлектрической линзе, основанный на методе интегрального уравнения только для одной компоненты вектора напряженности магнитного поля, что позволяет свести задачу к системе линейных алгебраических уравнений ме́ньшего порядка по сравнению с известными случаями использования интегрального уравнения для вектора напряженности электрического поля. Приведены численные результаты, характеризующие эффективность разработанных алгоритмов, а также выполнен сравнительный анализ особенностей фокусировки волны чисто диэлектрической и магнитно-диэлектрической линзами с одинаковыми профилями диэлектрической и магнитной проницаемости.

Кушнерёв М.М., Скобелев С.П. Алгоритмы гибридного проекционного метода и метода интегрального уравнения для анализа фокусировки волн линзой Микаэляна в двумерном случае // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 10. С. 33−44. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202410-03

1. Микаэлян А.Л. Использование слоистой среды для фокусировки волн // Доклады АН СССР. 1951. T. 81. № 4. С. 569-571.
2. Триандафилов Я.Р., Котляр В.В. Фотонно-кристаллическая линза Микаэляна // Компьютерная оптика. 2007. Т. 31. № 3. С. 27-31.
3. Baghdasaryan T., Geernaert T., Thienpont H., Berghmans F. Photonic crystal Mikaelian lenses and their potential use as transverse focusing elements in microstructured fibers // IEEE Photonics Journal. 2013. V. 5. № 4. P. 7100512.
4. Bor J., Fuchs B., Lafond O., Himdi M. Flat foam-based Mikaelian lens antenna for millimeter wave applications // Proc. of the 44th European Microwave Conference. Rome. Italy. 6-9 Oct. 2014. P. 1640-1643.
5. Maggiorelli F., Paraskevopoulos A., Vardaxoglou J.C., Albani M., Maci S. Profile inversion and closed form formulation of compact GRIN lenses // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. 2021. V. 2. P. 315-325.
6. Whittaker T., Zhang S., Powell A., Stevens C.J., Vardaxoglou J.C., Whittow W. 3D printing materials and techniques for antennas and metamaterials: A survey for the latest advances // IEEE Antennas & Propagation Magazine. 2023. V. 65. № 3. P. 10.
7. Фельд Я.Н., Бененсон Л.С. Антенно-фидерные устройства. Ч. 2. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 1959.
8. Зелкин Е.Г., Петрова Р.А. Линзовые антенны. М.: Советское радио. 1974.
9. Кушнерёв М.М., Скобелев С.П. Двумерная задача электромагнитного рассеяния на линзе Микаэляна, два метода решения и особенности фокусировки // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 38-47.
10. Semernya E.I., Skobelev S.P. Analysis of wave focusing by axisymmetric Mikaelian lenses // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2021. V. 20. № 2. P. 269-273.
11. Richmond J.H. Scattering by a dielectric cylinder of arbitrary cross section shape // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1965. V. AP-13. № 3. P. 334-341.
12. Richmond J.H. TE-wave scattering by a dielectric cylinder of arbitrary cross section shape // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1966. V. AP-14. № 4. P. 460-464.
13. Некрасова Е.С., Скобелев С.П. Модификация гибридного проекционного метода для электродинамического анализа неоднородного диэлектрического цилиндра произвольного поперечного сечения // Радиотехника. 2017. Т. 81. № 10. С. 35-42.