IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Уравнения Максвелла применяли уже достаточно давно для решения разных практических задач и их можно рассматривать для общего случая как одни из подходов, которые используются в процессах обучения студентов основам электродинамических методов, которые направлены на анализ радиоволн и особенностей того, как они взаимодействуют с произвольными телами. Необходимо отметить, при этом, что во всех современных пакетах программного обеспечения, которые связаны с осуществлением электромагнитного моделирования входят соответствующие наборы выражений.

Исходя из вышесказанного, большое множество приложений определяется непосредственным применением таких уравнений или упрощенными подходами, которые дают возможности для ускорения вычислений, но действует определенное число ограничений. Подобные приложения содержат в себе модули для проектирования антенн [1, 2], анализа распространения радиоволн [3, 4], оценки характеристик систем связи, радаров, бортовых антенных систем, инфракрасного анализа, проектирования обтекателей и др.

В практической вычислительной электродинамике часто используют метод моментов, его можно вывести из уравнений Максвелла. На основе того, что дифференциальным образом представляют такие выражения, применяют простые векторные формулы и вводят скалярные и векторные электрические и магнитные потенциалы, затем делают вывод уравнений, содержащих потенциалы.

Мы можем использовать граничные условия с тем, чтобы вывести интегральные уравнения, описывающие электрические и магнитные поля.

Важно понимать, что метод моментов в обычном его применении не всегда эффективен при процессах моделирования электрически средних или больших тел, поскольку нам необходимо, чтобы хранилась полная матрица импедансов, описывающая объект.

Кроме того, необходимо хранить информацию о базисных функциях. Поэтому применение обычного метода моментов будет невозможно.

Во многих случаях в решения входят лишь только члены, которые описывают ближнюю зону, мы исходим при этом, что значение максимального расстояния, которое будет разделять базисные и пробные функции, составляет порядка 1/4 длины волны.

Другие подходы, в которых рассматривают преимущества по эффективным оценкам при проведении быстрых матрично-векторных вычислений, связаны с использованием комплексного мультипольного лучевого способа, базирующегося на введении совокупности лучей, которые представляются как функция Габора по границам рассеивателей, при этом уменьшается размер анализируемой матрицы. Существует также комбинация комплексного лучевого источника и метода моментов, что ведет к быстрым матрично-векторным вычислениям на основе направленных характеристик исходных лучей.

Формирование множества макробазисных функций идет таким образом: мы изучаем блок изолированным методом от остальных компонентов тел, и определенные источники, располагают вокруг такого блока.

ЛИТЕРАТУРА

1.Львович И.Я.Разработка информационного и программного обеспечения САПР дифракционных структур и радиолокационных антенн / И.Я.Львович, А.П.Преображенский // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т. 2. № 12. С. 63-68.

2.Львович И.Я. Разработка принципов построения САПР дифракционных структур и радиолокационных антенн / И.Я.Львович, А.П.Преображенский // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т. 2. № 12. С. 125-127.

3. Преображенский А.П. Методы прогнозирования характеристик рассеяния электромагнитных волн / А.П.Преображенский // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2014. № 1 (4). С. 3.

4.Преображенский А.П. Моделирование характеристик рассеяния объектов, в состав которых входят кромки / А.П.Преображенский // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016. № 2(13). С. 7.

Код для цитирования: Скопировать