НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o098.pdf (1113.30Кб)

УДК 537. 8

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Достижения современной радиоэлектроники и техники во многом определяют уровень и результативность человеческой деятельности. Рабочие процессы, например  в СВЧ-устройствах  с   распределёнными параметрами, имеют волновой характер. Исследование особенностей распространения электромагнитных волн в средах со специфическими электрическими и магнитными свойствами представляет интерес в теоретическом отношении.
Рассмотрена «полная» система уравнений классической электродинамики при описании распространения плоской гармонической электромагнитной волны в однородной анизотропной проводящей среде с учётом роторных и дивергентных уравнений и уточнены условия  возможности исключения из рассмотрения дивергентных уравнений. Отмечено, что  амплитудная форма решения системы уравнений Максвелла проявляется в том, что частная производная по времени от рассматриваемого векторного поля оказывается параллельной исходному векторному полю, операция вычисления дивергенции векторного поля пропорциональна скалярному произведению волнового вектора на исходное векторное поле, а операция вычисления ротора – пропорциональна векторному произведению волнового вектора на исходное векторное поле, в силу чего последние упомянутые векторные поля являются взаимно ортогональными. С учётом закона сохранения электрического заряда в плоской гармонической электромагнитной волне получено  точное соотношение для объёмной плотности электрического заряда от скалярного произведения волнового вектора на объёмную плотность тока проводимости, делённого на круговую частоту волны. Условием обращения в нуль объёмной плотности электрического заряда является требование взаимной ортогональности волнового вектора плоской гармонической волны и векторного поля объёмной плотности тока проводимости. Показано что пропорциональность друг другу «материальных» тензоров второго ранга – тензора проводимости и тензора диэлектрической проницаемости -  обеспечивает возможность ограничиться использованием роторных уравнений системы уравнений классической электродинамики. Условие пропорциональности оказывается выполненным, если квадрики материальных тензоров анизотропной среды (эллипсоиды)  подобны друг другу и подобно расположены.

1. Кугушев А.М., Голубева Н.С., Митрохин В.Н. Основы радиоэлектроники. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 368 с.
2. Голубева Н.С., Митрохин В.Н. Основы радиоэлектроники сверхвысоких частот. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 488с.
3. Шалашов А.Г., Господчиков Е.Д. О структуре уравнений Максвелла в области линейного взаимодействия электромагнитных волн в плавнонеоднородных анизотропных и гиротропных средах. Успехи физических наук. 2012. Т. 182. № 2. С.157-171.
4. Игнатович Ф.В., Игнатович В.К. Оптика анизотропных сред. Успехи физических наук. 2012. Т. 182. № 7. С.759-771.
5. Шалашов А.Г., Господчиков Е.Д. Импедансный метод решения задач распространения электромагнитных волн в анизотропных и гиротропных средах. Успехи физических наук. 2011. Т. 181. № 2. С.151-172.
6. Павленко Ю.Г., Селиверстов А.В. Электромагнитные волны в анизотропной и гиротропной средах. Известия высших учебных заведений. Физика. 2008.Т. 51. № 3. С.82-86.
7. Василенко Д.Л., Калинцев С.В., Янушкевич В.Ф. Моделирование взаимодействия электромагнитных волн с анизотропной средой. Вестник кибернетики. 2005. № 4. С.96-102.
8. Кондратьев И.Г., Смирнов А.И. Некоторые особенности электродинамики анизотропных метаматериалов. Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2005. Т. 48. № 2. С.152-158.
9. Гладышев В.О., Гладышева Т.М., Дашко М., Подгузов Г.В., Трофимов Н., Шарандин Е.А. Анизотропия пространства скоростей электромагнитного излучения в движущихся средах. Гиперкомплексные числа в геометрии и физике. 2006. Т. 3. № 6-2. С.175-189.
10. Заборонкова Т.М., Яшина Н.Ф. Рассеяние электромагнитных волн на анизотропных плоских структурах. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2015. № 2(109). С.149-154.
11. Макаров В.П., Рухадзе А.А. Обращенное (отрицательное) преломление электромагнитной волны в анизотропной среде. Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2006. Т. 130. № 3. С.409-414.
12. Янушкевич В.Ф., Кременя К.И. Анализ двухволнового взаимодействия электромагнитных волн с анизотропными средами над углеводородными залежами. Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя фiзiка-тэхнiчных навук. 2015. № 2. С.111-115.
13. Янушкевич В.Ф. Моделирование физических процессов в анизотропной среде в режиме двухчастотного взаимодействия. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия С. Фундаментальные науки. 2013. № 4. С.12-17.
14. Янушкевич В.Ф., Калинцев С.В., Кременя К.И., Заяц Е.Ю. Применение модулированных сигналов для поиска анизотропных сред плазмоподобного типа. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия С. Фундаментальные науки. 2015. № 4. С.60-65.
15. Жирнов С.В., Семенцов Д.И. Поверхностные электромагнитные волны на границе анизотропного сверхпроводника. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10. № 2. С.27-32.
16. Геворкян Э.А. К теории распространения электромагнитных волн в волноводе с магнитоактивным анизотропным модулированным заполнением. Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53. № 5. С.565-569.
17. Рыбачек С.Т., Иванов В.И., Лутченко Л.Н., Перель М.В., Сенина В.Л., Стесик О.Л. Распространение радиоволн от антенн в неоднородной анизотропной ионосфере в нерегулярный сферический волновод. Отчет о НИР № 94-02-05550 (Российский фонд фундаментальных исследований).
18. Гавриленко В.Г., Семериков А.А., Аистов А.В. Исследование статистических характеристик излучения в анизотропно поглощающих турбулентных средах. Отчет о НИР № 97-02-16228 (Российский фонд фундаментальных исследований).
19. Ахобадзе Г.Н. Измерение геометрических размеров изделий на основе электромагнитных волн в анизотропной среде. Современное состояние естественных и технических наук. 2015. № XIX. С.58-66.
20. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. Т.8. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2005. 656 с.
21. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4. Оптика. М.:Физматлит, 2005.792 с.
22. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2004. 654 с.
23. Никольский В.В., Никольская Т.М. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Едиториал УРСС, 2015. 544 с.
24. Силин В.П., Рухадзе А.А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред. М.: Едиториал УРСС, 2013. 248 с.
25. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: ГИФМЛ, 1967. 684 с.
26. Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: ГИФМЛ, 1999. 496 с.
27. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: ГИФМЛ, 1970. 856 с.