УДК 537.877

Импеданс длинноволновой вибраторной антенны, находящейся в проводящей среде

 

П. С. Глазунов ², В. А. Вдовин ¹,  А. И. Слепков ²

¹ Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН,
125009, г. Москва, ул. Моховая, 11, корп. 7

² МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет,
119234, г. Москва,  ул. Ленинские Горы, 1, стр. 2

 

Статья поступила в редакцию 19 октября 2018 г., после доработки – 23 января 2019 г.

 

Аннотация.  В большинстве задач об излучении электромагнитных волн источник излучения, как правило, находится в диэлектрике или вакууме. Однако большой интерес также представляют прикладные задачи, в которых излучение и дифракция происходят в изотропных средах с произвольными электромагнитными характеристиками: проводящих средах, средах с отрицательной вещественной частью диэлектрической проницаемости, метаматериалах и т.д. К числу подобных прикладных задач относятся: дезинтеграция минеральных руд и декапсуляция наночастиц с помощью электромагнитных импульсов, возбуждение объёмных и поверхностных плазмонов, задачи создания томографов, ближнепольная СВЧ микроскопия  и многие другие. По конкретной тематике можно найти достаточно большой объём литературы, но весьма затруднительно найти работы, посвященные обобщению теории, используемой при решении вышеописанных задач, несмотря на его относительную простоту. В настоящей статье авторы произвели методическое обобщение, уточнили сложившуюся терминологию, а также дали ссылки на полезные источники с тем, чтобы сформировать общий теоретический фундамент для решения прикладных задач подобного класса. В качестве примера рассмотрено обобщение формул для импеданса длинноволновой вибраторной антенны при её нахождении в проводящей среде. Особое внимание уделено эффекту экранирования зарядов излучателя зарядами проводимости среды.

Ключевые слова: проводящие среды, излучение электромагнитных волн, распространение электромагнитных волн, изотропные среды с произвольными электромагнитными характеристиками, уравнения Максвелла, эффект экранирования.

Abstract. As a rule, the source of electromagnetic waves radiation is located in vacuum or dielectric medium. Nevertheless the problems of electromagnetic waves radiation in isotropic medium with arbitrary electrodynamic characteristics (conductivity, electric and magnetic permeability) are of great practical interest. There are many examples of such practical problems: mineral ores disintegration and nanoparticles decapsulation by electromagnetic pulses, volume and surface plasmon excitation, the problem of underwater radio communication, nearfield microwave microscopy and etc. A lot of scientific literature devoted to these specific issues can be found. However, there is not enough information on the generalization of the theories used to solve such practical problems. The purpose of this article is to make a methodical generalization, clarify current terminology and thus to form theoretical groundwork for solving issues of this type. A generalization of the formulas for the impedance of a long-wavelength dipole antenna when it is in a conducting medium is considered as an example. Particular attention is paid to the effect of shielding the charges of the radiator by conduction charges of the medium.

Key words: conducting media, electromagnetic waves radiation, electromagnetic waves propagation, isotropic media with arbitrary electrodynamic characteristics, Maxwell’s equations. 

 

Для цитирования:

П. С. Глазунов, В. А. Вдовин,  А. И. Слепков. Импеданс длинноволновой вибраторной антенны, находящейся в проводящей среде. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 2. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb19/1/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.2.1