УДК 537.874; 537.624

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИСКЛЮЧЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН ЧЕРЕЗ МНОГОСЛОЙНУЮ СРЕДУ С БАРЬЕРНЫМИ НЕОДНОРОДНОСТЯМИ

 

И. В. Антонец¹, В. Г. Шавров², В. И. Щеглов²

¹Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар

²Институт радиотехники и электроники РАН, Москва

 

Статья получена 13 января 2015 г.

 

Аннотация. Методом исключения рассмотрена задача о распространении волн через многослойную структуру, содержащую барьерные и периодические неоднородности. Получены частотные зависимости коэффициентов отражения, прохождения и поглощения. Выявлен периодический многолепестковый характер зависимостей коэффициентов от частоты, показана его связь с параметрами барьеров. Рассмотрено распространение волны в структуре с периодической неоднородностью на модели многобарьерной среды. На каждом периоде частотных зависимостей коэффициентов выявлено выделение одного узкого лепестка при подавлении боковых лепестков. При увеличении числа барьеров центральная частота лепестка увеличивается, его ширина уменьшается, а амплитуда увеличивается, причем эти изменения происходят тем сильнее чем соотношение скоростей внутри и вне барьера больше. Обнаружен эффект вторичной модуляции частотной зависимости, для интерпретации которого высказана гипотеза о биениях между резонансами в барьерах и промежутках между ними. Показана возможность обобщения на случай электромагнитных волн, распространяющихся в проводящей среде с магнитной и диэлектрической проницаемостями.

Ключевые слова: распространение волн, многослойные неоднородные структуры.

Abstract. The task of wave propagation through multilayer structure containing barrier and periodic nonuniformities is solved by exclusion method. The frequency dependencies of reflection, transmission and absorption coefficients are found. The periodic multipetal character of frequency dependencies and its connection with barrier parameters is found. It is investigated the wave extension in structure with periodic nonuniformity on the model of multibarrier medium. On each period of coefficient frequency dependencies it is found the separation of single narrow petal accompanied by the suppression of side petals. When the quantity of barriers is increased the central frequency of petal is increased and its amplitude is decreased. These changing are the stronger the distinction between the velocities inside and outside of barriers is more. The secondary modulation effect of frequency dependencies is found. For interpretation of this effect it is proposed the hypothesis about the beating between the resonances inside and outside of barriers. It is shown the possibility of generalization on the case of electromagnetic waves propagating in conducting media with permittivity and permeability.

Key words: wave propagation, multilayer nonuniform structure.