Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном
Предложена методика расчета энергетических характеристик поля, рассеянного двумерной металлодиэлектрической
 структурой в случае, когда её геометрические или материальные параметры равны или близки к критическим. Рассмотрены резонансные режимы в малоугловом приближении для значений параметро...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10812 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном / А.Д. Барков // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 2. — С. 319-327. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860255787212865536 |
|---|---|
| author | Барков, А.Д. |
| author_facet | Барков, А.Д. |
| citation_txt | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном / А.Д. Барков // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 2. — С. 319-327. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Предложена методика расчета энергетических характеристик поля, рассеянного двумерной металлодиэлектрической
структурой в случае, когда её геометрические или материальные параметры равны или близки к критическим. Рассмотрены резонансные режимы в малоугловом приближении для значений параметров, близких к критическим.
Запропоновано методіку розрахування енергетичних характеристик поля, розсіяного двомірною металодіелектричною структурою у випадку, коли її геометричні або матеріальні параметри дорівнюють або близьки до критичних. Розглянуто резонансні режими в малокутовому наближенні до значень параметрів, близьких до критичних.
The method of energy characteristics calculation of the field scattered by two-dimensional metal-dielectric structure when its geometrics and physica parameters equal or approach the critical has been introduced. The resonant modes in low-angled approach for parameter values close to critical have been considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:49:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
__________
ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 12, № 2, 2007, с. 319-327 © ИРЭ НАН Украины, 2007
УДК 621.372.09
АСИМПТОТИКИ ПРЕДЕЛЬНЫХ СЛУЧАЕВ В ЗАДАЧЕ РАССЕЯНИЯ
НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СЛОЕ, НАГРУЖЕННОМ ПОЛУБЕСКОНЕЧНЫМ
МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭКРАНОМ
А. Д. Барков
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова, НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
Е-mail: ire@ire.kharkov.ua
Предложена методика расчета энергетических характеристик поля, рассеянного двумерной металлодиэлектрической
структурой в случае, когда еѐ геометрические или материальные параметры равны или близки к критическим. Рассмотрены резо-
нансные режимы в малоугловом приближении для значений параметров, близких к критическим. Ил. 1. Библиогр.: 6 назв.
Ключевые слова: металлодиэлектрическая структура, факторизация, критические частоты, сингулярности, асимитоти-
ки, малоугловое приближение, энергетические характеристики.
При решении задач дифракции на дву-
мерных металлодиэлектрических структурах вол-
новодного типа методом Винера - Хопфа - Фока
(В - Х - Ф) выполнение процедуры факторизации
сопряжено с определенными принципиальными
математическими трудностями [1]. В работе [2]
показано, что процедура факторизации для зна-
чений параметров структуры, равных критиче-
ским, связана с вычислением интегралов от
функций, не интегрируемых в классическом
смысле. При этом особенности этих функций
имеют специальный вид, позволяющий получить
для соответствующих интегралов замкнутые ана-
литические (или асимптотические для параметров
близких к критическим) выражения. Это обстоя-
тельство дает возможность для таких значений
параметров выписать аналитические выражения
основных энергетических характеристик рассе-
янного структурой поля как внутри диэлектриче-
ского слоя (ДС) - модули амплитуд собственных
мод в ДС, так и вне ДС - поле в дальней зоне.
Для возможно более «чистого» выделе-
ния именно математических вопросов процедуры
факторизации в качестве исследуемой выбрана
простейшая из металлодиэлектрических структур
волноводного типа, а именно, бесконечный в обе
стороны ДС, содержащий внутри себя полубес-
конечный, идеально проводящий, бесконечно
тонкий экран. Для обеих (Е-, Н-) поляризаций
рассматривается задача о падении плоской элек-
тромагнитной волны соответствующей поляриза-
ции на данную структуру. Здесь основное внима-
ние уделено случаю Е-поляризации, попутно, в
процессе решения проводится сравнение с ре-
зультатами [2] для Н-поляризации.
1. Постановка задачи. Анализ диспер-
сионных уравнений и функции факторизации.
На бесконечный в обе стороны ДС с постоянным
1 толщины 1 2b b , содержащий внутри себя
идеально проводящий, бесконечно тонкий экран,
под углом падает плоская Е-поляризованная
электромагнитная волна (рисунок).
-В2
В1
x
y
1
Геометрия структуры
Обозначим единственную, отличную от
нуля z - составляющую электрического поля
этой волны через
, exp ( )
i
U x y ik x y ; (1)
составляющую zE , соответствующую полному
полю - через
,
t
U x y . В (1) 2k
, где -
длина волны падающего поля в вакууме;
cos , sin ; угол отсчитывается от
положительного направления оси OX: 0 .
Задачу решаем в безразмерных координатах, все
линейные размеры отнесены к полутолщине ДС
1 2
2x
b b
,
1 2
2y
b b
, 1
1 2
2b
b b
;
1 2
2
b b
k
.
При решении задачи пользуемся принципом пре-
дельного поглощения: считаем 1 2k k ik ;
1 2, 0k k , в конечных результатах полагаем
2 0k ; для определенности считаем
2
0 ;
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
320
конечные результаты справедливы для всех :
0 .
Опуская технические детали метода фак-
торизации, приведем окончательное функцио-
нальное уравнение В - Х - Ф для данной задачи:
(1)
2
( , ) ( , )
1
, , .
2
i
F K
e
R F
i
(2)
Здесь неизвестные функции , F , , F
аналитичны соответственно в полуплоскостях
Im 0 , Im 0 , алгебраически убывают при
| | в этих полуплоскостях.
В уравнении (2)
1
2
2
2
2
2
,
sin (1 ) cos 1
2 2
2 ;
sin 2 cos
1 2 ,
2 ;
, ,21
, .
,1 ,1
R
i
A i
A
M M
K
M L
(3)
Здесь
,1 sh chL ;
, ch shM ;
2 2i ;
2 2i .
Заметим, что ,K не имеет точки ветвления
, однозначную ветвь выбираем из
условия: Re 0 для | | вдоль веществен-
ной оси комплексной плоскости .
Проведя факторизацию ,K , т. е.
представив в виде
, , ,K K K ,
для решения ,F уравнения (2) получим
(1)
2 ,1
,
2 , ,
iR e
F
i K K
.
Знание ,F позволяет выписать выражение
для
,
r
U - поля, рассеянного ребром экрана
как в ДС, так и вне его.
Поле внутри ДС: 2 ;
0 - часть ДС над экраном;
2 0 - под экраном;
1
2 ,1
,
2 ,
, ,1 ,1
,2 ,
;
, , 2
0
.
2 0
r
i
R
U
i K
e
K M L
M M
d
M M
(4)
Поле вне ДС в полупространствах:
(над ДС), (2 ) (под ДС);
1
2
(2 )
,1
,
2 ,
,,
,2
, .
(2 )
r
i
R
U
i K
e
MK
e
M
e d
(5)
В этом разделе работы основным являет-
ся анализ ,K и связанное с ним исследо-
вание корней соответствующих дисперсионных
уравнений.
Представление (3) для ,K допус-
кает прозрачную физическую интерпретацию.
При 1 1,K
, эта функция возникает
при решении задачи дифракции на полуплоско-
сти в свободном пространстве [3]. Функции
,1L , ,1M связаны с волноводным кана-
лом в части ДС свободной от экрана ( 0 );
решения дисперсионных уравнений ,1 0L ,
,1 0M ( (1)lh , (1)mh соответственно) опре-
деляют постоянные распространения четных и
нечетных мод в этой части ДС; функции
,M , ,2M связаны с частью ДС над
(под) экраном при 0 ; уравнения 0, M ,
,2 0M определяют постоянные распро-
странения ( )mh , (2 )mh нечетных собствен-
ных мод в соответствующих волноводных каналах.
Факторизацию ,K проводим с ис-
пользованием методики, предложенной в работе
[4]. В результате приходим к следующему выра-
жению:
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
321
1
2, , , exp ,K K I .
Приняты следующие обозначения:
1 1
1 1
2
1 1
1 1
,
1 1
2
;
2
L M
ml
ml ml
M M
m m
m mm m
h h
h h
h h
h h
2
0
,
cos
cos , , , ln .
cos
I
d
(6)
Здесь
, , ; , 2 ,
1, 1, ;
T T
T T
(7)
2sin
1 sin
,
cos
T
A B
; (8)
21 2sinA , 1B .
Таким образом, анализ ,K в тех-
ническом плане сводится к исследованию диспер-
сионных уравнений (множители функций , )
и подынтегральной функции , , ; . Легко
видеть, что этот анализ может быть сведен к рас-
смотрению отдельных сомножителей, например,
следующего вида:
_______________________________________________________
1
2 2
1 0
cos
exp cos , ln .
cos
M
m
mm
h
T d
h
(9)
___________________________________________
Соответственно здесь проведем анализ
дисперсионных уравнений , 0M и функ-
ции
,T
.
Уравнение , 0M путем последова-
тельных замен
2 2 x , 1cosx
0
2
приводится к виду
tg 1cos tg
2
. (10)
Значения (при фиксированных , ),
удовлетворяющие равенству 1
2
m
являются точками возникновения новой m-й мо-
ды соответствующего волноводного канала. Та-
кие значения параметра называют критиче-
скими для волноводного канала ДС толщины ,
одна из границ которого металлическая. Соответ-
ственно для дальнейшего обозначим
1
12
m m
.
Показано, что для
m , асимп-
тотика mh по малому параметру 1 имеет
вид
21
1 1
2
mh
. (11)
Асимптотика
,T
для 1 ,
n , 1 . Проанализируем особен-
ности
,T
. Очевидно, что знаменатель в вы-
ражении (8) для
,T
обращается в нуль толь-
ко при 0 и для параметров , , , удовле-
творяющих соотношению 1 cos2 1 0 ,
т. е.
1
1
2
n
; n = 0, 1, 2, ... .
Таким образом, особенности
,T
реализуются при 0 для значений параметров
, совпадающих с n
.
В выражении (8) разложим в ряд по сте-
пеням
2 отдельно числитель и знаменатель,
учитывая 1
2 2sin 1
1 sin 1 sin
2
,
2
2cos 2 sin 1A B
.
Таким образом,
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
322
2
2
2
2
2
1
1
,
2 1
1 sin
.
4 sin 1
T
Этим представлением мы выделяем сингулярную
(первое слагаемое) и регулярную составляющие
,T
. Для 1 сингулярная составляю-
щая дает основной вклад в интеграл (9). Соответ-
ствующий интеграл следующего вида:
2
2 2
2
1 1 cos
ln
4 cos
d
, (12)
1 .
Последовательность функций
2 2
1
при 0 является дельтаобразной [5] для зна-
чений
2 20
1 cos
lim ln
4 cos
1
sign ln .
4
d
(13)
При вычислении энергетических харак-
теристик рассеянного структурой поля в ДС (ам-
плитуды собственных мод) в полупространствах
вне ДС (диаграммы направленности) значениями
параметра будут соответственно постоянные
распространения собственных мод ih (или
jh ) и cos ( угол наблюдения).
Для старшей (m -й) моды вблизи ее кри-
тической точки при 0 , а также для малых
углов падения (наблюдения ) соответст-
вующие значения будут иметь пределом . В
этом случае неприменима техника δ-функций.
Для интегралов вида (12) в этих ситуациях необ-
ходима асимптотика по параметрам 0 ,
sin 0 . Используя методы теории выче-
тов [6], несложно получить
ba
b
dz
zb
za
ln
ln
0
22
22
,
22
0
22
22
ln
2
ln
ba
b
dz
zb
za
.
Учитывая эти соотношения, приходим к требуе-
мым асимптотикам
2
2 2
0
3
cos1
ln
2 cos
1 1
ln O ,
2
m
m
h
d
h
(14)
2
2 2
0
3
2
1 cos
ln
2 cos
1 2 1
ln O ,
2
1
d
(15)
где
2
2
1 ln 0,1537
4
.
В случае Е-поляризации регулярная со-
ставляющая функции
,T
(как и
, , ;rg ) представима в виде сходящегося
ряда по степеням
2sin :
2
0
, , , sin n
nrg
n
T a
.
Для вещественных сравнительно про-
сто может быть получено
2
2
0
2
2
0
1
1 2 2 2
cos
cos sin ln
cos
2
( 1
2 1
1 1 Re 1 ) .
2
n
n k
n k
k
nn
d
S
n
Здесь
2
2
2
0
2 1 !!
sin
22 !!
n k
n k
n k
S d
n k
.
Следовательно
2
0
0
2
2
0
1
2 2 2
cos
cos , ln
cos
2
, ,
2 1
( 1
1 Re 1 ).
2
rg
n
n
n k
n k
k
n
T d
a
n
S
Очевидно, при вычислении модуля ам-
плитуды старшей собственной моды для 1
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
323
имеет место
2 1 1 , следовательно, в этом
случае
2
0
2
0
cos
cos , ln
cos
, , 1 .
rgT d
a
До этого момента для E-поляризации
рассматривались сингулярности подынтегрально-
го выражения в (6), связанные с условием
2 1 2 1n . В процессе анализа лю-
бой из параметров , , можно считать изме-
няющимся при фиксированных двух других.
Здесь для определенности меняющимся считаем
, поэтому соответствующие сингулярности
дальше называем κ-сингулярностями соответст-
вующего волноводного канала. Заметим, что в
представлении , , ; сингулярными могут
быть или одно, или три слагаемых.
Детальное рассмотрение свойств функ-
ции , , ; показывает, что в случае H-по-
ляризации помимо ε-сингулярности возможна
сингулярность принципиально другой природы.
Предварительно заметим, что для H-поляризации
, , ; ; 2 ;
1, 1, .
T T
T T
Для
;T
справедливо (8), но здесь в отли-
чие от E-поляризации
2 21 1 sinA ,
2 21 1 sinB .
Рассмотрим следующий частный случай
задачи. Пусть и связаны соотношением
1
4
, 1 , 1 .
Тогда
, ; 1, 1,T T
.
При сделанных предположениях
21
sin
2 4 1
.
Пренебрегая слагаемым cosB по сравнению
с A , для , , 1; при 1 , 1
получим
2 22
1
, , 1;
1
,
2
1
1
.
Сингулярность этого типа будем назы-
вать ε-сингулярностью. Асимптотика корня дис-
персионного уравнения ,1 0L при 0 в
этом случае, как и для κ-сингулярности, имеет
вид 2,1 1h .
В случае κ-сингулярности для H-по-
ляризации сингулярная составляющая ,1I
имеет вид
2 2
1 cos
ln
4 cos
d
, 1
;
для ε-сингулярности имеем:
2 2
1 cos
ln
2 cos
d
,
2
1
1
.
В дальнейшем это отличие (множитель
перед интегралом) существенно сказывается на
виде асимптотик поля в дальней зоне и модулей
амплитуд собственных мод в ДС. Для ε-сингу-
лярности относительная погрешность отн вы-
числения ,1I при использовании приближе-
ния -функции порядка
1
2
. Однако в широ-
ком диапазоне значений (практически для
10 ) асимптотические формулы вида (14), (15)
обеспечивают отн , не превосходящую 1%.
2. Особенности энергетических харак-
теристик рассеянного поля в окрестности
критических значений частотного параметра.
Формулы (4), (5) - исходные для анализа энерге-
тических характеристик рассеянного поля. Модо-
вая структура в ДС своя для каждого из волно-
водных каналов и полностью определяется гра-
ничными условиями.
В ДС для 0 в дискретном спектре
собственных мод содержатся как четные, так и
нечетные моды; в волноводных каналах части
ДС, содержащей экран ( 0) , могут распро-
страняться только нечетные моды. Приведем вы-
ражения для модулей амплитуд соответствующих
мод.
2 2 2
1
2
1
2
0; , , ;
2
, 1 ,1
1
,1 , ;
,1 , ; 1
exp , exp 1 , ;
c
i
i
i
i
i
A
ME h
h
L i
L i h
I I h
(16)
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
324
2
2 2
11
22
2
0; , , ; , 1 ,1
1
,1 , ; ,1 , ; 1 exp , exp 1 , ;
s
ji
j
j j
A ME h
h
M j M i h I I h
(17)
2
2 2
11
22
2
0; , , ; , , ,1
, , ; , , ; exp , exp , .
s
jj
j
j j
A ME h
h
M j M j h I I h
(18)
___________________________________________
Здесь
1
2
1
2
,
,
,
R
ME
K
;
,
,
,
j
j j
h
L
h h
d
M
d
;
1
,1 , ; ,
1
i
i
h
L i
h
;
1
,1 , ; ,
1
j
j
h
M j
h
;
, , ; ,
j
j
h
M j
h
;
(1)
1
,1 , ; 1 lim ,
1i
i
i
h
i
h
L i h
h
;
(1)
1
,1 , ; 1 lim ,
1j
j
j
h j
h
M j h
h
.
Для диаграммы направленности
, ;ED составляющей поля, рассеянной на
кромке полуплоскости, в полупространстве
получено выражение
, ,
, ;
cos cos
E E
ED
,
где
1
2
1
, , ,
exp , ;
E ME
I
(19)
полярные координаты с началом в точке 0 ,
; cosr , sinr ; угол от-
считывается от положительного направления оси
OX.
Непосредственно из представлений (16) -
(19) видно, что выражения для модулей ампли-
туд, диаграммы направленности представлены в
виде произведений однотипных сомножителей.
Различие в приведенных выражениях для
модулей амплитуд мод, диаграммы направленно-
сти заключается в аргументах функций - сомно-
жителей. Для каждого из множителей в этих
представлениях в предельных случаях: 1 ,
1 для κ-сингулярностей; 1
4
,
1 , 1 для ε-сингулярностей. Используя
(14), (15), легко выписать соответствующие
асимптотики.
Используя результаты предыдущего раз-
дела, рассмотрим для примера асимптотику
0; , , ;
s
jA старшей моды Mj
при , 1 в случае, когда в , , ; син-
гулярны три слагаемых. Учитывая асимптотики:
(11) для mh ; (14), (15) соответственно для
,I , ,mI h , получим
2 2 2
2 2
2 2 1
1
m
th
,
( 1)t
;
2 2
4
2 2 2
1 (2 )
,
(1 )(1 )
t
ME
t t
;
( ),mh t ;
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
325
1
2
2 2
2
, , ; ( ) 1
1
, , ; 2
1 (2 )
;
(1 )
jM j h
M j
t
t
2
4
2 2 2 2
exp( ( ( ), ))exp( ( , )) 2
1
1
.
(1 )(1 (2 ) )
j
t
I h I
t
t t
Учитывая приведенные асимптотики, получим
2 2
2 2
2
2
0; , , ;
1
1 (2 )
; 1 .
1
s
j
t
A
t
t
t
t
(20)
Проводя подобную процедуру вычисления
асимптотики
0; , , ;
c
iA , 1 для
старшей i-й моды в случае H-поляризации, получим
выражение, совпадающее с (20), с параметром
1
t
. Рассматривая асимптотики (20), как
функции переменной t и параметра , легко видеть,
что в (20) зависимость от t имеет резонансный ха-
рактер. Точка максимума max ( )t и величина мак-
симума
max ,
s
jA t - монотонно убывающие
функции , причем для 1 , max 1t и
max , 1
s
jA t . Сравнивая параметры t для E- и
H-поляризаций, получим: резонансы в случае E-
поляризации в раз добротнее соответствующих
резонансов для H-поляризации.
3. Длинноволновое приближение. Учи-
тывая, что в случае H-поляризации нулевое зна-
чение является критическим, можно сделать
вывод, что
0; , , ;
c
iA при 1
описывается формулой (20) с
1
t
. Для
1 , учитывая (19), легко получить асимпто-
тики для , ;ED . Асимптотики имеют раз-
ный вид в зависимости от величины (соответ-
ственно sin ), при этом, для sin , sin O(1)
необходимо пользоваться приближением δ-функ-
ции.
2
2 2
2
1 cos cos
( , ) ln
4 cos cos
I d
( 1)
;
( , )ME ,
1
2 1( , )
tg
2
.
Отсюда для 1 ; sin , sin O(1) получим
cos cos
2 2, ; 2
cos cos
ED
.
Аналогично, для H-поляризации при 1 ,
sin , sin O(1)
sin sin
2 2, ; 2
cos cos
HD
.
Полученные асимптотики не зависят от
параметров ДС и совпадают с составляющей диа-
граммы направленности, связанной с рассеянием
плоской волны на полуплоскости в свободном
пространстве [3] (для соответствующей поляри-
зации). В случае 1 , sin , sin (1) ,
, O(1)
sin sin
пользуемся асимптотиками
(14), (15). В результате получим
___________________________________________
Е-поляризация
2 2
2 1 1
, ; ,
cos cos 1 ( ) 1 ( )
ED
t t
( ) 1
sin
t
;
H-поляризация
2 2 2 2
2 2
1 sin sin 1 ( )(2 ) 1 ( )(2 )
, ; ,
2 cos cos 1 ( ) 1 ( )
H
t t
D
t t
1
( )
sin
t
.
___________________________________________
В случае H-поляризации при 1
ε-сингулярность реализуется при условии:
1 , 2 1 2 1
2
n
, n = 0,1,2, ... . Рас-
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
326
смотрим случай одномодового режима:
( 0 2 1
2
n
) в части ДС, содержащей
экран ( 0 ) в канале над экраном. Для
0; , , 1;
c
iA получим
______________________________________________________
2 2 2
2
0; , , 1; ,1 (1),1 exp( ( ,1) ( ,1)),
c
iA MH h I I h
h
___________________________________________
здесь ( 1)h h - постоянная распространения
единственной распространяющейся моды в ДС;
0 ; 0 1 .
Приведем выражения для асимптотик
множителей, входящих в это произведение для
малоуглового ( 1 ) приближения
2 2
2 2 2 2
2
2
1 1
1 , обозначим
1 1
2 2 1
,
1
,1 2
1
2
exp( ( ,1) ( ,1))
1
1
( ,1) 2 .
h
t
h t
t
MH
t
t
I I h
t
h t
(21)
Учтя эти асимптотитки, получим
2
3
2 2
4 2
0; , , 1;
(1 )
j
t
A
t
,
2
1 1
1
t
.
Для диаграммы направленности , ;1HD ,
составляющей поля рассеянния на кромке полу-
плоскости, в полупространстве имеем
( ,1) ( ,1)
, ;1
cos cos
H H
HD
,
1
2
1
( ,1) ( ,1)
( ,1)exp( ( ,1)) .
H MH
I
(22)
При получении асимптотики
, ;1HD , для , отделенных от нуля
( sin , sin O(1) ), пользуемся приближением
δ-функции, тогда exp( ( ,1)) 1 tg
2
I
.
В случае «малоуглового» приближения
( sin , sin (1)o ):
2
2 1
exp( ( ,1))
sin 1 ( )
I
t
.
В результате получим
sin , sin O(1) ;
2 1
, ;1
cos cos
HD
;
sin , sin (1) ;
2 2
2 1
, ;1
cos cos
1
.
1 ( ) 1 ( )
HD
t t
Выводы. Таким образом, в работе для
данной и аналогичных ей металлодиэлектриче-
ских структур предложена методика расчета
энергетических характеристик поля для критиче-
ских значений параметров или близких к ним.
В малоугловом приближении для значе-
ний параметров близких к критическим в поведе-
нии амплитуд соответствующих собственных мод
просматривается резонансная зависимость. При
этом положение соответствующих максимумов и
их величина - монотонно убывающие функции
глубины расположения экрана.
Добротность указанных выше резонанс-
ных зависимостей в случае E-поляризации в
раз больше по сравнению с аналогичными для H-
поляризации.
1. Журав С. М. Решение задачи о возбуждении диэлектриче-
ских пластин методом факторизации// Радиотехника. -
1974, - 19, - С.504-510.
2. Барков А. Д. Об особенностях метода факторизаци в зада-
чах дифракции на плоских двумерных металлодиэлектри-
ческих структурах// Радиофизика и электроника. - Харь-
ков: Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. - 2002. -
7, - №3. - С.437 - 445.
3. Хенл Х., Мауэ А., Вестпфаль К. Теория дифракции. - М:
Мир, 1964. - 428 с.
4. Миттра Р., Ли С. Аналитические методы теории волно-
водов. - М: Мир, 1974. - 323 с.
5. Гельфанд И. М., Шилов Г. Е. Обобщенные функци и дей-
ствия на ними. - М.: Физматгиз, 1959. - 472 с.
6. Евграфов М. А. Аналитические функции - М.: «Наука»,
1965. - 424 с.
А. Д. Барков / Асимптотики предельных случаев…
_________________________________________________________________________________________________________________
327
THE ASYMPTOTIC FORMS OF EXTREME
CASES IN DISPERSION PROBLEM ON
DIELECTRIC LAYER LOADED WITH
SEMI-INFINITE METAL SHIELD
A. D. Barkov
The method of energy characteristics calculation of the field scat-
tered by two-dimensional metal-dielectric structure when its geo-
metrics and physica parameters equal or approach the critical has
been introduced. The resonant modes in low-angled approach for
parameter values close to critical have been considered.
Key words: metal-dielectric structure, factorization, critical fre-
quencies, singularities, asymptotic forms, low-angled approach,
energy characteristics.
АСИМПТОТИКИ ГРАНИЧНИХ ВИПАДКІВ
В ЗАДАЧІ РОЗСІЮВАННЯ НА
ДІЕЛЕКТРИЧНОМУ ШАРІ,
НАВАНТАЖЕНОМУ НАПІВНЕСКІНЧЕННИМ
МЕТАЛЕВИМ ЕКРАНОМ
А. Д. Барков
Запропоновано методіку розрахування енергетичних
характеристик поля, розсіяного двомірною металодіелектрич-
ною структурою у випадку, коли її геометричні або матеріаль-
ні параметри дорівнюють або близьки до критичних. Розгля-
нуто резонансні режими в малокутовому наближенні до зна-
чень параметрів, близьких до критичних.
Ключові слова: металодіелектрична структура, фак-
торизація, критичні частоти, сингулярності, асимптотики,
малокутове наближення, енергетичні характеристики.
Рукопись поступила 5 февраля 2007 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10812 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1028-821X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:49:29Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Барков, А.Д. 2010-08-06T16:36:02Z 2010-08-06T16:36:02Z 2007 Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном / А.Д. Барков // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, № 2. — С. 319-327. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10812 621.372.09 Предложена методика расчета энергетических характеристик поля, рассеянного двумерной металлодиэлектрической
 структурой в случае, когда её геометрические или материальные параметры равны или близки к критическим. Рассмотрены резонансные режимы в малоугловом приближении для значений параметров, близких к критическим. Запропоновано методіку розрахування енергетичних характеристик поля, розсіяного двомірною металодіелектричною структурою у випадку, коли її геометричні або матеріальні параметри дорівнюють або близьки до критичних. Розглянуто резонансні режими в малокутовому наближенні до значень параметрів, близьких до критичних. The method of energy characteristics calculation of the field scattered by two-dimensional metal-dielectric structure when its geometrics and physica parameters equal or approach the critical has been introduced. The resonant modes in low-angled approach for parameter values close to critical have been considered. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Электродинамика СВЧ Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном Асимптотики граничних випадків в задачі розсіювання на діелектричному шарі, навантаженому напівнескінченним металевим екраном The asymptotic forms of extreme cases in dispersion problem on dielectric layer loaded with semi-infinite metal shield Article published earlier |
| spellingShingle | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном Барков, А.Д. Электродинамика СВЧ |
| title | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| title_alt | Асимптотики граничних випадків в задачі розсіювання на діелектричному шарі, навантаженому напівнескінченним металевим екраном The asymptotic forms of extreme cases in dispersion problem on dielectric layer loaded with semi-infinite metal shield |
| title_full | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| title_fullStr | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| title_full_unstemmed | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| title_short | Асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| title_sort | асимптотики предельных случаев в задаче рассеяния на диэлектрическом слое, нагруженном полубесконечным металлическим экраном |
| topic | Электродинамика СВЧ |
| topic_facet | Электродинамика СВЧ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10812 |
| work_keys_str_mv | AT barkovad asimptotikipredelʹnyhslučaevvzadačerasseâniânadiélektričeskomsloenagružennompolubeskonečnymmetalličeskimékranom AT barkovad asimptotikigraničnihvipadkívvzadačírozsíûvannânadíelektričnomušarínavantaženomunapívneskínčennimmetalevimekranom AT barkovad theasymptoticformsofextremecasesindispersionproblemondielectriclayerloadedwithsemiinfinitemetalshield |