ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 1 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Исследование методом исключения распространения волн через многослойную среду с барьерными неоднородностями

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

1 Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар, Россия
2 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст УДК 537.874; 537.624 EDN TOPODJ

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.

  • распространение волн
  • многослойные неоднородные структуры
Abstract (in English)

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.

Для цитирования

Антонец И.В., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Исследование методом исключения распространения волн через многослойную среду с барьерными неоднородностями // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 1.

Литература

  1. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука. 1973.
  2. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука. 1989.
  3. Розенберг Г.В. Оптика тонкослойных покрытий. М.: Гос.изд.физ-мат.лит. 1958.
  4. Кизель В.А. Отражение света. М.: Наука. 1973.
  5. Oksanen M.I., Hanninen J., Tretyakov S.A. // IEEE Proc.H. 1991. V.138. №7. P.513.
  6. Шварцбург А.Б. // УФН. 2000. Т.170. №12. С.1297.
  7. Бриллюэн Л., Пароди М. Распространение волн в периодических структурах. М.: ИЛ. 1959.
  8. Кирюхин Н.Н., Лисовский Ф.В. // ФТТ. 1968. Т.10. №3. С.709.
  9. Зубков В.И., Моносов Я.А., Щеглов В.И. // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т.13. №5. С.229.
  10. Медников А.М., Никитов С.А., Попков А.Ф. // ФТТ. 1982. Т.24. №10. С.3008.
  11. Герус С.В., Харитонов В.Д. // ФММ. 1984. Т.58. №6. С.1069.
  12. Вороненко А.В., Герус С.В., Харитонов В.Д. // Изв. ВУЗов. Физика. 1988. Т.31. №11. С.76.
  13. Анненков А.Ю., Герус С.В. // РЭ. 1996. Т.41. №2. С.216.
  14. Бутько Л.Н., Бучельников В.Д., Бычков И.В., Шавров В.Г. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2007. №3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar07/3/text.html
  15. Уиттекер Э.Т., Ватсон Д.Н. Курс современного анализа. Ч.2. М.: ИЛ. 1963.
  16. Мак-Лахлан Н.В. Теория и приложения функций Матье. М.: ИЛ. 1953.
  17. Флюгге З. Задачи по квантовой механике. Т.1. М.: МИР. 1974.
  18. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1970.
  19. Антонец И.В., Щеглов В.И. Распространение волн через многослойные структуры. Часть первая. Прямой метод. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2011.
  20. Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2010. Т.55. №2. С.133.
  21. Антонец И.В., Щеглов В.И. Распространение волн через многослойные структуры. Часть вторая. Метод матрицы. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2012.
  22. Антонец И.В., Щеглов В.И. Распространение волн через многослойные структуры. Часть третья. Метод импеданса. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2012.
  23. Антонец И.В., Щеглов В.И. Распространение волн через многослойные структуры. Часть четвертая. Специфические методы. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2013.
  24. Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2012. Т.57. №1. С.67.
  25. Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2013. Т.58. №1. С.16.
  26. Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan13/11/text.pdf
  27. Антонец И.В., Щеглов В.И. Распространение волн через многослойные структуры. Часть пятая. Алгоритмические методы. Сыктывкар: ИПО СыктГУ. 2014.
  28. Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №4. URL: http://jre.cplire.ru/jre/apr13/6/text.pdf
  29. Антонец И.В., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // Сборник трудов XXI Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы». Москва: НИУ МЭИ. 2013. С.145.
  30. Никольский В.В, Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука. 1989.
  31. Левич В.Г. Курс теоретической физики. Т.1. М.: Наука. 1969.
  32. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1973.
  33. Красюк Н.П., Дымович Н.Д. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высшая школа. 1974.