Пазинiн Вадим Леонiдович. Поширення електромагнiтних хвиль у двовимiрних нерегулярнх структурах: розробка та реалiзацiя строгих методiв аналiзу : Дис... канд. наук: 01.04.03 - 2003.
Анотація до роботи:
Пазинін В. Л. Поширення електромагнітних хвиль у двовимірних нерегулярних структурах: розробка та реалізація строгих методів аналізу. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України, Харків, 2003.
Розроблено та реалізовано чисельно-аналітичні методи для кількісних оцінок відомих ефектів, які виникають при поширенні хвиль у нерегулярних двовимірних структурах: аномально глибоких федінгів та явища втрати фазового циклу у нерегулярному імпедансному хвилеводі; ефектів самозатінення при відбитті від випадкової східчастої поверхні; ефектів багатопроменевості при поширенні імпульсного сигналу. Строго розв’язано задачі збудження нерегулярного плоского імпедансного хвилеводу локальним джерелом та власною модою однієї з його регулярних частин, задача урахування самозатінення випадкової східчастої поверхні, задача обмеження розрахункового простору у методі кінцевих різниць для двовимірної прямокутної та тривимірної сферичної уявних поверхонь. Основні результати дисертації орієнтовано на розв’язання важливих прикладних проблем теорії поширення хвиль. Так, наприклад, сформульовані тут нові умови, що є необхідними для реалізації ефектів втрати фазового циклу на протяжних трасах в природному хвилеводі Земля-іоносфера, дозволяють зрозуміти причини виникнення відповідних аномальних явищ на будь-яких відстанях від лінії розділу “день-ніч”.
В дисертаційній роботі на основі аналітичних підходів отримано кількісні оцінки відомих ефектів, що виникають при поширенні хвиль в нерегулярних двовимірних структурах: аномально глибоких федінгів та явища втрати фазового циклу у нерегулярному імпедансному хвилеводі; ефектів самозатінення при відбитті від випадкової східчастої поверхні; ефектів багатопроменевості при поширенні імпульсного сигналу. Сформулюємо основні результати роботи.
Уперше запропоновано модель нерегулярного хвилеводу з неперервно змiнюваним комплексним поверхневим iмпедансом стiнок, яку можна точно проаналізувати та знайдено аналiтичний розв’язок задачi збудження такого нерегулярного хвилеводу власною модою його регулярної частини та локальним джерелом.
Уперше виникнення аномально глибоких федiнгiв та супроводжуючого його явища втрати фазового циклу у природному хвилеводi Земля-iоносфера зв’язано з ефектом взаємного перетворення нульової та першої мод поблизу режиму їх виродження. На цiй основi сформульованi новi умови, необхiднi для виникнення цих ефектiв. Ці умови, на вiдмiну вiд тих, що застосовувались до цього часу, дозволяють пояснити причини виникнення таких ефектiв на будь-яких вiдстанях вiд лiнiї роздiлу “день-нiч”.
На прикладi нерегулярного iмпедансного хвилеводу уперше одержано оцiнку похибки вiдомого адiабатичного наближення, що використовується для опису полiв у плавно нерегулярних хвилеводах.
Запропоновано нове правило нумерацiї власних мод у плоскому регулярному iмпедансному хвилеводi, ефективне, на вiдмiну вiд тих, які використовувались дотепер, у всiй областi значень iмпедансiв, які можуть бути реалізовані фізично.
Запропоновано унiверсальний пiдхiд до розв’язання iнтегро-диференцiальних рiвнянь вiдомого методу оцiнки ефектiв самозатiнення напiвнескiнченною східчастою випадковою поверхнею. Знайденi точнi розв’язки, що визначають коефiцiєнт самозатiнення для двох варiантiв статистики цiєї поверхнi, без будь-яких обмежень на параметри моделi. На основі цих розв’язків уперше отримано коректну оцінку ефекту самозатінення при відбитті від ділянки обмеженого фрагменту випадково нерiвної східчастої поверхнi, яка є дiйсною при будь-яких кутах ковзання.
Одержано два нових типа точних “поглинаючих” умов для методу кiнцевих рiзниць у часовiй областi. На х основi розроблено та реалiзовано ефективнi двовимiрнi моделi поширення iмпульсного сигналу у просторовiй областi зi складною геометрiєю, що притаманна середовищам типу “мiська забудова”. Для сферично межі побудовано новi точнi “поглинаючi” умови, що не вимагають у процесі реалiзацi числового диференцiювання. Цi умови дозволили розробити ефективнi та надiйнi алгоритми електродинамiчного аналiзу структур з азимутальною симетрiєю, розташованих у вiльному просторi. За х допомогою уперше строго розв’язано задачу про перехiдний стан поля у ближнiй зонi коаксіально iмпульсно антени з достатньо загальною геометрiєю дiаграмоутворюючо областi.
Розроблено пакет прикладних програм для розрахунку характеристик імпульсного сигналу, що поширюється в складному середовищі типу “міська забудова”. Відповідні результати можуть бути ефективно використані для оцінки та аналізу умов поширення сигналів у різних за типом забудови міських районах на ранній стадії планування таких засобів мобільного зв’язку, як стільникові мережі.
Публікації автора:
Пазынин В. Л., Пазынин Л. А. Распространение электромагнитной волны в нерегулярном импедансном плоском волноводе // Радиофизика и радиоастрономия. – 1999. – Т. 4, № 1. – С.49-53.
Вязьмитинова А. И., Пазынин В. Л., Сиренко Ю. К. Моделирование излучения импульсных волн коаксиального круглого волновода // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т. радиофизики и электроники НАН Украины. –2001. – Т. 6, №1. – С. 22-29.
Пазынин В. Л. Влияние самозатенений на отражение от случайной ступенчатой поверхности // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т. радиофизики и электроники НАН Украины. – 2002. – Т. 7, №2. – С. 312-316.
Viazmitinova A. I., Pazynin V. L., Perov A. O., Sirenko Yu. K., Akdogan H., Yaldiz E. Pulse antennas: accurate solution of two-dimensional model problems for structures with gratings as dispersive elements // Telecommunications and Radio Engineering. – 2001. – Vol. 55, № 8. – P. 1-14.
Pazynin V. L. The field produced by a localized source in a nonuniform plane waveguide with a finite wall impedance // Telecommunications and Radio Engineering. – 2001. – Vol. 55, № 12, – P.1-7.
Pazynin V. L., Sirenko Yu. K. Two-dimensional model for pulse propagation in the physical environment: proper truncution of computational domain in the finite-difference method // Telecommunications and Radio Engineering. – 2002. – Vol. 57, № 2-3. – P. 9-17.
Paziynin V. L., Sirenko Yu., K., Akdogan H. Finite-difference modeling of transient radiation from coaxial waveguide // Proc. of the 2-nd International Conference on Electrical and Electronics Engineering. – Bursa (Turkey). – 2001. – Vol. Electronic, –P.242-243.
Pazynin V. L. The TH-wave propagation in a plane irregular impedance waveguide // Proc. of the Fourth International Kharkov Symposium “Physics and Engineering of Millimeter and Sub-Millimeter Waves”. – Kharkov (Ukraine). – 2001. – P. 729-731.
Pazynin V. L., Drissi K. El. K. Influence des zones d’ombre sur l’attenuation d’un signal en environnement urban // Actes du 11-ieme Colloque International sur Compatibilitй Electromagnйtique. – Grenoble (France). – 2002. – P. 61-64.
Velychko L. G., Pazynin V. L., Sirenko Y. K. Novel technique and results of solving model electrodynamic initial-boundary value problems in unbounded regions // Proc. of the International symposium on antennas. – Nice (France). – 2002. – P V2-233 – V2-236.
