Модификация гибридного проекционного метода для анализа электромагнитного рассеяния на радиально неоднородной диэлектрической сфере

А.Р. Габдуллина; О.Н. Смольникова; С.П. Скобелев

Модификация гибридного проекционного метода для анализа электромагнитного рассеяния на радиально неоднородной диэлектрической сфере

А.Р. Габдуллина¹, О.Н. Смольникова², С.П. Скобелев³

научная статья Страницы: 70-79

¹ студентка, Московский физико-технический институт (государственный университет)
² к.т.н., доцент, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет); начальник отдела, ПАО «Радиофизика» (Москва)
³ д.ф.-м.н., вед. науч. сотрудник, ПАО «Радиофизика» (Москва); доцент, Московский физико-технический институт (государственный университет)

Ключевые слова: диэлектрическая сфера радиальная неоднородность материалы с отрицательными проницаемостями рассеяние электромагнитных волн численные методы

Аннотация

Предложена модификация гибридного проекционного метода, основанная на проекционном сшивании полей на границах сферических областей, проектировании уравнений Максвелла на векторные поперечные сферические функции и применении одномерного метода конечных элементов в проекционной формe к полученным обыкновенным дифференциальным уравнениям для сведения последних к алгебраическим системам с трехдиагональными матрицами. Обсуждены преимущества предложенного подхода по сравнению с другими численными методами и приведены численные результаты, демонстрирующие эффективность метода, и характеристики рассеяния для радиально неоднородных сфер с различным профилем диэлектрической проницаемости и сфер из материала с отрицательными диэлектрической и магнитной проницаемостями.

Для цитирования

Габдуллина А.Р., Смольникова О.Н., Скобелев С.П. Модификация гибридного проекционного метода для анализа электромагнитного рассеяния на радиально неоднородной диэлектрической сфере // Радиотехника. 2016. № 10. С. 70–79.

Список источников

Bilgin E., Yapar A. Electromagnetic scattering by radially inhomogeneous dielectric spheres // IEEE Trans. Antennas Propagat. 2015. V. 63. № 6. P. 2677−2685.
Shore R.A. Scattering of an electromagnetic linearly polarized plane wave by a multilayered sphere // IEEE Antennas & Propagat. Mag. 2015. № 6. P. 69−116.
Гутман А.Л. Применение метода поперечных сечений к решению задачи о дифракции электромагнитной волны на неоднородной сфере // Радиотехника и электроника. 1965. Т. 10. № 9. С. 1583−1593.
Пермяков В.А. Дифракция электромагнитных волн на радиально неоднородных плазменном шаре и цилиндре // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 1968. Т. 11. № 4. С. 531−542.
Stratton J.A. Electromagnetic Theory. New York: McGraw-Hill. 1941. P. 563−565.
Wyatt P.J. Scattering of electromagnetic plane waves from inhomogeneous spherically symmetric objects // Physical Review. 1962. V. 127. № 5. P. 1837−1843.
Volakis J.L., Chatterjee A., Kempel L.C. Finite Element Method for Electromagnetics. New York: IEEE Press. 1998.
Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности. М.: Физматлит. 2010.
Mikulski J.J., Murphy E.L. The computation of electromagnetic scattering from concentric spherical structures // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1963. V. AP-11. № 2. P. 169−177.
Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986.
Balanis C. Advanced engineering electromagnetics. N.Y.: John Wiley & Sons. 1989.
Rozenfeld P. The electromagnetic theory of three-dimensional inhomogeneous lenses // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1976. V. AP-24. № 3. P. 365−370.
Miroshnichenko A.E. Non-Rayleigh limit of the Lorenz-Mie solution and suppression of scattering by spheres of negative refractive index // Physical Review. A. 2009. V. 80. P. 02138-1-02138-6.
Gutman A.S. Modified Luneberg lens // Journal of Applied Physics. 1954. V. 25. № 7. P. 855−859.

[1] Bilgin E., Yapar A. Electromagnetic scattering by radially inhomogeneous dielectric spheres // IEEE Trans. Antennas Propagat. 2015. V. 63. № 6. P. 2677−2685.

[2] Shore R.A. Scattering of an electromagnetic linearly polarized plane wave by a multilayered sphere // IEEE Antennas & Propagat. Mag. 2015. № 6. P. 69−116.

[3] Гутман А.Л. Применение метода поперечных сечений к решению задачи о дифракции электромагнитной волны на неоднородной сфере // Радиотехника и электроника. 1965. Т. 10. № 9. С. 1583−1593.

[4] Пермяков В.А. Дифракция электромагнитных волн на радиально неоднородных плазменном шаре и цилиндре // Известия вузов. Сер. Радиофизика. 1968. Т. 11. № 4. С. 531−542.

[5] Stratton J.A. Electromagnetic Theory. New York: McGraw-Hill. 1941. P. 563−565.

[6] Wyatt P.J. Scattering of electromagnetic plane waves from inhomogeneous spherically symmetric objects // Physical Review. 1962. V. 127. № 5. P. 1837−1843.

[7] Volakis J.L., Chatterjee A., Kempel L.C. Finite Element Method for Electromagnetics. New York: IEEE Press. 1998.

[8] Скобелев С.П. Фазированные антенные решетки с секторными парциальными диаграммами направленности. М.: Физматлит. 2010.

[9] Mikulski J.J., Murphy E.L. The computation of electromagnetic scattering from concentric spherical structures // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1963. V. AP-11. № 2. P. 169−177.

[10] Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986.

[11] Balanis C. Advanced engineering electromagnetics. N.Y.: John Wiley & Sons. 1989.

[12] Rozenfeld P. The electromagnetic theory of three-dimensional inhomogeneous lenses // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1976. V. AP-24. № 3. P. 365−370.

[13] Miroshnichenko A.E. Non-Rayleigh limit of the Lorenz-Mie solution and suppression of scattering by spheres of negative refractive index // Physical Review. A. 2009. V. 80. P. 02138-1-02138-6.

[14] Gutman A.S. Modified Luneberg lens // Journal of Applied Physics. 1954. V. 25. № 7. P. 855−859.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи