УДК 621.369.9

ВОЗБУЖДЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН НА ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩЕМ ЦИЛИНДРЕ С НЕЛИНЕЙНЫМИ НАГРУЗКАМИ, ПОКРЫТОМ СЛОЕМ МЕТАМАТЕРИАЛА

 

Н. Н. Горбатенко, Д. В. Семенихина

Институт радиотехнических систем и управления, Южный Федеральный Университет, 347904 г. Таганрог пер. Некрасовский д.44

 

Статья поступила в редакцию 13 октября 2018 г.

 

Аннотация. В данной статье проводится электродинамический анализ идеально проводящего цилиндра с нелинейной нагрузкой, покрытый слоем метаматериала. Рассмотрены условия существования поверхностных волн на идеально проводящем цилиндре. Показано, что использование материала DNG позволяет возбуждать поверхностную волну на границе раздела между материалами металл-металл. Используя моделирование проблемы в Ansys HFSS, были рассчитаны параметры метаматериала, для которых происходит возбуждение поверхностных волн на нескольких частотах. С помощью моделирования задачи в Ansys HFSS были рассчитаны параметры метаматериала, при которых возникает возбуждение поверхностных волн на кратных частотах. Приводятся диаграммы рассеяния цилиндра, покрытого слоем ММ на основной частоте и на второй гармонике.

Ключевые слова: нелинейная нагрузка, нелинейные граничные условия, метаматериал, диаграмма обратного рассеяния, нелинейные маркеры.

Abstract. In this paper, an electrodynamic analysis of an ideally conducting cylinder with a nonlinear load (NL), covered with a layer of metamaterial, had carried out. The nonlinear load has described by the polynomial volt-ampere characteristics. The problem has solved with the help of a system of non-linear integral equations (SNIE), with the application of nonlinear boundary conditions on the surface of nonlinear load. SNIE has transformed into a system of nonlinear algebraic equations (SNAU) using the Krylov-Bogolyubov method. An iterative method of numerical optimization used to solve the SNAU. As the main, the method of Broyden-Fletcher-Goldfarba-Shanno (BFGS) had chosen since it does not require an exact initial approximation. The conditions for the existence of surface waves on an ideally conducting cylinder are considered. It is shown that the use of a DNG material allows one to excite a surface wave at the interface between metamaterial-metal media. Using the modeling of the problem in Ansys HFSS the metamaterial parameters had calculated for which excitation of surface waves at multiple frequencies occurs. The scattering diagrams at the fundamental frequency and at the second harmonic for various parameters of the metamaterial were obtained.

Key words: metamaterial, nonlinear load, harmonic tags, nonlinear boundary condition, nonlinear radar.

 

Для цитирования:

Н. Н. Горбатенко, Д. В. Семенихина. Возбуждение поверхностных волн на идеально проводящем цилиндре с нелинейными нагрузками, покрытом слоем метаматериала. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 10. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/oct18/14/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2018.10.14