Расчёт электромагнитного поля в слоистой среде

Игорь Аркадьевич Конников, Igor’ A. KONNIKOV

Аннотация


Проводится сравнительный анализ методов решения волнового уравнения для плоскослоистых сред. Изложена суть метода эквивалентной постоянной распространения, обладающего сравнительно широким частотным диапазоном и небольшой вычислительной ёмкостью. Показано, что метод эквивалентной постоянной распространения позволяет свести решение волнового уравнения к решению уравнений Лапласа для электрического и магнитного потенциалов поля. Описана техника расчёта поля во временной области, которая базируется на его расчёте в частотной области, использовании интеграла Дюамеля и моментов импульсной характеристики канала распро¬странения электромагнитной энергии. Даётся обобщённое изложение метода расчёта параметров эквивалентных схем, который обеспечивает точное воспроизведение интегральных характеристик переходного процесса. Приводятся аналитические выражения для математических моделей плоскослоистых сред, адекватных наиболее употребительным конструкциям. Описан вычислительный эксперимент, проведённый для количественной оценки возможности применения упрощённых математических моделей слоистых сред вместо точных.

Ключевые слова


электромагнитное поле; слоистая среда; расчет; волновое уравнение; уравнение Лапласа; эквивалентная постоянная распространения

Полный текст:

PDF

Литература


Слышалов В.К., Гречухин В.Н. Математическое модели-рование электромагнитного поля коаксиального измерительно¬го шунта. — Электричество, 2010, № 1, с. 54—61.

Шишигин С Л. Математические модели и методы расчёта заземляющих устройств. — Электричество, 2010, № 1, с. 16—23.

Конников И .А. Влияние плотности распределения заряда на ёмкость прямоугольной плёнки в слоистой среде. — Элек-тричество, 2007, №3, с. 37—41.

Подосенов СА., Сахаров К.Ю., Соколов А.А. Влияние по-верхности земли на распространение сверхкоротких импульсов электромагнитного поля. — Технологии электромагнитной со-вместимости, 2006, №2 (17), с. 50 — 53.

Балюк Н.В., Зеленин АН. Метод расчёта взаимодействия импульсного электромагнитного поля с объектом сложной кон-фигурации. — Технологии электромагнитной совместимости, 2006, №2 (17), с. 54-58.

Williams D.F., Hayden LA., Marks R.B. A Complete Multimode Equivalent-Circuit Theory for Electrical Design. — Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 1997, vol.102, No.4, pp. 405—423.

Konefal T.A, Dawson J.F., Marvin A Fast Multiple Mode Intermediate Level Circuit Model for the Prediction of Shielding Effectiveness of a Rectangular Box Containing a Rectangular Aperture. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2005, vol. 47, No. 4, pp. 678-691.

Kochetov S.V., Wollenberg G. Stable and Effective Full-Wave PEEC Models by Full-Spectrum Convolution Macromodeling. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, February 2007, vol. 49, No. 1, pp. 25-34.

Antonini G., Deschrijver D., Dhaene T. Broadband Macromodels for Retarded Partial Element Equivalent Circuit (rPEEC) Method. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2007, vol. 49, No. 1, pp. 35—48.

Yee K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell’s Equations in Isotropic Media. — IEEE Transactions on Antennas and Propogation, May 1966, vol. 14, No. 3, pp. 302-307.

Wallyn W., De Zutter D., Rogier H. Prediction of the Shielding and Resonant Behaviour of Multisection Enclosures Based on Magnetic Currrent Modeling. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, February 2002, vol. 44, No.l, pp. 130-138.

Ren K., Railton C.J. Modelling of Microstrip Circuit Using a Hybrid PEEK/FDTD Approach. — IEEE Transactions on Antennas and Propogation, October 2008, vol. 56, No. 10, pp. 3253—3259.

Конников ИЛ. Метод расчета монохроматического поля в слоистой среде. — Журнал технической физики, 2013, №10, с. 8-12.

Конников ИЛ. Расчёт перекрёстных помех в электрон¬ном модуле. — Электромагнитные волны и электронные систе¬мы, 2013, №7, с. 53-60.

Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. — М.: Недра, 1984, 270 с.

Федоров А.И. Математическое моделирование электро-магнитных полей в слоистых средах с наклоном осей анизотро-пии электропроводности: Автореф. дис.... канд. физ.-мат. наук, Новосибирск, 2005, 87 с.

Говорков В .А. Электрические и магнитные поля. — М.; Д.: Госэнергоиздат, 1960, 464 с.

Конников ИЛ Математическая модель конструкции микросхемы. — Математическое моделирование, 2007, №4, с. 37-44.

Конников ИЛ. Два способа вычисления функции Грина для уравнения Лапласа. — Прикладная физика, 2007, №2, с. 17-24.

Конников ИЛ К расчёту квазистационарного поля в за-дачах электроники. Метод расчёта. — Петербургский журнал электроники, 2013, №3, с. 97-104.

Конников ИЛ Метод вычисления функции Грина для уравнения Лапласа. — Прикладная физика и математика, 2013, № 6, с. 75-83.

Elmore W.C. The Transient response of Damped Linear Networks with Particular Regard to wideband Amplifiers. — Journal of Applied Physics, 1948, №1, pp. 11—15.

Конников ИЛ Помехи элементарного источника электромагнитной совместимости, 2006, №4, с. 18—26.

Конников ИЛ. Приближённый метод вычисления функ-ции Грина для волнового уравнения. — Инженерная физика, 2013, № 5, с.7-12.

Конников ИЛ Метод расчёта поля излучателя в слои¬стой среде. — Радиотехника и электроника, 2008, №1, с. 70—72.

Конников ИЛ Моделирование распределённых RLC- струк¬тур. - Известия вузов. Приборостроение, 2006, №12, с. 38—44.

Конников ИЛ. Моделирование электромагнитных наво-док в САПР электронных модулей. — Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приборостроение, 2007, №4(69), с. 3—20.

Пановский В., Филипс М. Классическая электродинами¬ка. — М.: Физматгиз, 1963, 432 с.

Конников ИЛ Расчёт наведенной помехи в электронном модуле. - Авиакосмическое приборостроение, 2013, № 8, с. 39-48.

Конников ИЛ Принципы организации подсистемы учёта конструктивно-технологических факторов при автомати-зированном проектировании микросборок. — Вопросы радио-электроники. Сер. ТПО, 1982, вып. 3, с. 8—12.

Сиротко В.К. Программа анализа перекрестных помех в цепях печатных плат. — Технология и конструирование в элек-тронной аппаратуре, 2008, №6, с. 11—22.

Конников ИЛ. Моделирование паразитных электромагнитных эффектов при автоматизированном проектировании электронных модулей. — Информационные технологии, 2007, № 5, с. 9-17.

Зоммерфельд Л Электродинамика. — М.: Иностранная литература, 1958, 502 с.

Приборостроение и средства автоматизации, 2002, №5, с. 44.

Slyshalov V.K., firechiikhin V.N. Elektrichestvo — in Russ (Electricity), 2010, No. 1, pp. 54—61.

Shishigin S.L. Elektrichestvo - in Russ. (Electricity), 2010, No. 1, pp. 16-23.

Knnniknv I .A. Elektrichestvo — in Russ (Electricity), 2007, No.3, pp. 37-41.

Podosenov S.A., Sakharov K.Yu., Sokolov A.A. Tekhnologii elektromagnitnoi sovmestimosti — in Russ. (Electromagnetic Compatibility Technologies), 2006, №2 (17), pp. 50—53.

Balyuk N.V., Zelenin AN. Tekhnologii elektromagnitnoi sovmestimosti — in Russ. (Electromagnetic Compatibility Technologies), 2006, No.2 (17), pp. 54-58.

Williams D.F., Hayden LA, Marks R.B. A Complete Multimode Equivalent-Circuit Theory for Electrical Design. — Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 1997, vol. 102, No.4, pp. 405—423.

Konefal ТА, Dawson J.F., Marvin A. Fast Multiple Mode Intermediate Level Circuit Model for the Prediction of Shielding Effectiveness of a Rectangular Box Containing a Rectangular Aperture. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2005, vol. 47, No. 4, pp. 678-691.

Kochetov S.V., Wollenberg G. Stable and Effective Full-Wave PEEC Models by Full-Spectrum Convolution Macromodeling. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, February 2007, vol. 49, No. 1, pp. 25-34.

Antonini G., Deschrijver D., Dhaene T. Broadband Macromodels for Retarded Partial Element Equivalent Circuit (rPEEC) Method. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2007, vol. 49, No. 1, pp. 35—48.

Yee K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell’s Equations in Isotropic Media. — IEEE Transactions on Antennas and Propogation, May 1966, vol. 14, No. 3, pp. 302-307.

Wallyn W., De Zutter D., Rogier H. Prediction of the Shielding and Resonant Behaviour of Multisection Enclosures Based on Magnetic Currrent Modeling. — IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, February 2002, vol. 44, No.l, pp. 130-138.

Ren K., Railton C.J. Modelling of Microstrip Circuit Using a Hybrid РЕЕК/FDTD Approach. — IEEE Transactions on Antennas and Propogation, October 2008, vol. 56, No. 10, pp. 3253—3259.

Konnikov I.A Zhumal tekhnicheskoi fiziki — in Russ. (Technical Physics Journal), 2013, No. 10, pp. 8—12.

Konnikov IA. Elektromagnitnye volny i elektronnye sistemy — in Russ. (Electromagnetic waves and electronic systems), 2013, No.7, pp. 53—60.

Kufud O. Zondirovaniye metodom soprotivlenii (Resistance sounding). Moscow, Publ. «Nedra», 1984, 270 p.

Fedorov AI. Matematicheskoye modelirovaniye elektromagnitnykh polei v sloistykh sredakh s naklonom osei anizotropii elektroprovodnosti: Avtoref. dis.... kand. fiz.-mat.nauk (Mathematical modeling of electromagnetic fields in layered media with slope of anisotropy axes of electrical conductivity. Authors abstract of Cand. Sci. (Eng.)). Novosibirsk, 2005, 87 p.

Govorkov V.A. Elektricheskiye i magnitnye polya (Electrical and magnetic fields). Moscow; Leningrad, Gosenergoizdat, 1960, 464 c.

Konnikov I A. Matematicheskoye modelirovaniye — in Russ. (Mathematical modeling), 2007, No. 4, pp. 37—44.

Konnikov IA. Prikladnaya fizika — in Russ. (Appliedphysics), 2007, No. 2, pp. 17-24.

Konnikov IA. Peterburgskii zhumal elektroniki — in Russ. (St. Petersburg electronics journal), 2013, No.3, pp. 97—104.

Konnikov I A. Prikladnaya fizika i matematika — in Russ. (Applied physics and mathematics), 2013, No. 6, pp. 75—83.

Elmore W.C. The Transient response of Damped Linear Networks with Particular Regard to wideband Amplifiers. - Journal of Applied Physics, 1948, No.l, pp. 11—15.

Knnniknv IA Tekhnologii ekktmmagnitnoi sovmestimosti — in Russ. (Electromagnetic Compatibility Technologies), 2006, No.4, pp. 18—26.

Konnikov IA Inzhenemaya fizika — in Russ. (An Engineering physics), 2013, No. 5, pp.7—12.

Konnikov I.A Radiotekhnika i elektronika — in Russ. (Radiotechnics and electronics), 2008, No.l, pp. 70—72.

Konnikov I.A Izv. vuzov. Priborostroyeniye — in Russ. (News of Higher Education Institutions. Instrumentation), 2006, No. 12, pp. 38-44.

Konnikov IA Vestnik MGTU im. Baumana. Priborostroyeniye — in Russ. (Bulletin of the Bauman Moscow State Technical University. Instrumentation), 2007, No. 4(69), pp. 3—20.

Panovskii V., Filips M. Klassicheskaya elektrodinamika (Classical electricity and magnetism). Moscow, Fizmatgiz, 1963, 432 p.

Knnniknv IA Aviakosmicheskoye priborostroyeniye — in Russ. (Aerospace Instrumentation), 2013, No. 8, pp. 39—48.

Konnikov IA. Voprosy radioelektroniki — in Russ. (Questions of radio electronics), 1982, iss. 3, pp. 8—12.

Sirotko Y.K. Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoi apparature — in Russ. (Technology and design in electronic equipment), 2008, No. 6, pp. 11-22.

Konnikov IA. Informatsionnye tekhnologii — in Russ. (Information technologies), 2007, No. 5, pp. 9—17.

Zonunerfel’d A Elektrodinamika (Electrodinamics). Moscow, Publ. «Inostrannaya literatura», 1958, 502 p.

Priborostroyeniye i sredstva avtomatizatsii — in Russ. (Instrument making and automation means), 2002, No. 5, p. 44.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2017-7-60-67

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share