ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №8
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.8.14
УДК: 537.87
Применение метода дискретных источников
в обратной задаче локализации
цилиндрического импедансного рассеивателя
К.В. Музалевский, С. И. Полукеев
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского РАН - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН
660036, Красноярск, ул. Академгородок, 50 стр. 38
Статья поступила в редакцию 17 июня 2025 г.
Аннотация. В данной работе на основе метода дискретных источников (МДИ) предложен алгоритм локализации цилиндрического рассеивателя, заполненного средой с комплексной диэлектрической проницаемостью (КДП), меняющейся в широком диапазоне значений. Среда возбуждалась монохроматической нитью электрического тока, ориентированной соосно цилиндрическому рассеивателю. Прямая задача решалась методом МДИ с импедансными граничными условиями на поверхности цилиндра. Метод решения обратной задачи основан на нахождении амплитуд вспомогательных дискретных источников (ДИ), поля которых представлялись в виде функции Грина задачи (функция Ханкеля и Бесселя нулевого порядка). Комплексные амплитуды ДИ находились из граничных условий сшивания тангенциальных компонент электромагнитного поля в воздушной среде на пространственной кривой наблюдения поля, рассеянного цилиндром. Окончательно найденные амплитуды ДИ использовались для численно-аналитического продолжения волновых полей с кривой наблюдения, рассеянного поля, в окружающее пространство. Показано, что предложенный метод позволяет уверенно локализовать цилиндрические объекты, поверхностный импеданс которых меняется в широком диапазоне значений. При этом существенным является расстояние наблюдения поля от локализованных цилиндров, которое не должно превышать 3-5 длин волн падающего поля.
Ключевые слова: подповерхностная радиолокация, метод дискретных источников, дифракция.
Финансирование: Работа выполнена в рамках научной тематики Госзадания ИФ СО РАН.
Автор для переписки: Музалевский Константин Викторович,
Литература
1. Iatropoulos V.G., Anastasiadou M.T., Anastassiu H.T. Electromagnetic scattering from surfaces with curved wedges using the method of auxiliary sources (MAS) // Applied Sciences. – 2020. – Vol. 10. – № 7. – С. 2309.
2. Tabatadze V., Karaçuha K., Zaridze R. Electromagnetic Scattering from 2-D Conducting Objects of Arbitrary Smooth Shape: Complete Mathematical Formulation of the Method of Auxiliary Sources for E-Polarized Case //Progress In Electromagnetics Research M. – 2022. – Vol. 114.–P. 117-125.
3. Kouroublakis M., Tsitsas N.L., Fikioris G. Shielding effectiveness of ideal monolayer graphene in cylindrical configurations with the method of auxiliary sources // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2022. – Vol. 64. – № 4. – P. 1042-1051.
4. Papakanellos P.J., Tsitsas N.L., Anastassiu H.T. The Method of Auxiliary Sources (MAS) in Computational Electromagnetics: A Comprehensive Review of Advancements over the Past Two Decades // Electronics. – 2024. – Vol. 13. – № 17. – P. 3520.
5. Zaridze R. et al. The method of auxiliary sources (MAS)–Solution of propagation, diffraction and inverse problems using MAS // Applied Computational Electromagnetics: State of the Art and Future Trends. – 2000. – P. 33-45.
6. Zaridze R. et al. Wave field singularity aspects in large-size scatterers and inverse problems // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2002. – Vol. 50. – № 1. – P. 50-58.
7. Tabatadze V., Karaçuha K., Karaçuha E. Body shape and complex permittivity determination using the method of auxiliary sources // Progress In Electromagnetics Research M. – 2019. – Vol. 87. – P. 115-125.
8. Karamehmedović M. et al. Application of the method of auxiliary sources to a defect-detection inverse problem of optical diffraction microscopy // Journal of the European Optical Society-Rapid Publications. – 2010. – Vol. 5. – P. 10021.
9. Митра Р. Вычислительные методы в электродинамике. М.: Издательство Мир, 1977.–485 p.
10. Музалевский К.В. Метод дискретных источников для задачи подповерхностного радиозондирования сверхширокополосными импульсами двумерных диэлектрических тел // Радиотехника и электроника. – 2024. – Т. 69. – № 11. – C. 1039-1052.
11. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Энергия, 1967. – 376 с.
12. Stogryn A. Equations for calculating the dielectric constant of saline water (correspondence) // IEEE transactions on microwave theory and Techniques. – 1971. – Vol. 19. – № 8. – P. 733-736.
13. Mironov V.L. et al. A dielectric model of thawed and frozen Arctic soils considering frequency, temperature, texture and dry density // International journal of remote sensing. – 2020. – Vol. 41. – № 10. – P. 3845-3865.
Для цитирования:
Музалевский К.В., Полукеев С.И. Применение метода дискретных источников в обратной задаче локализации цилиндрического импедансного рассеивателя // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.8.14