Исследование ослабляющих и волноведущих свойств слоистых и дискретных сред тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

ОД

1 2 ДО Г

На правах рукописи

ВЕТЛУЖСКИЙ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЛАБЛЯЮЩИХ И ВОЛНОВЕДУЩИХ СВОЙСТВ СЛОИСТЫХ И ДИСКРЕТНЫХ СРЕД (01.04.03. радиофизика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Иркутск -1996

Работа выполнена в Бурятском институте естественных наук Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Ю.Л.Ломухин

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

И.И.Орлов

кандидат физико-математических наук А.В.Куяикский

Ведущая организация: Московский технический университет связи и информатики

За1цита диссертации состоится октября 1996 г. в 10.00

часов на заседании специализированного совета Д 063.32.03 при Иркутском государственном университете по адресу: 664003, Иркутск, бульв.Гагарина, 20, ауд.203 .

О диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Иркутского государственного университета.

Автореферат разослан " 14« иЮА я 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат физ.-мат. наук

Б.В.Мангазэев

I. Общая характеристика работы

Актуальность теш. Одним из способов реализации требуемого пространственного распределения поля при функционировании антенных систем является канализация и ослабление волн в определенных направлениях. В связи с лавинообразным увеличением количества радиоэлектронных средств различного назначения работы, касающиеся проблемы регулирования пространственной интенсивности электромагнитных полей, являются весьма актуальными. В особенности это относится к исследованиям, направленным на разработку новых методов ослабления помеховых полей, проводимых в рамках решения проблем электромагнитной совместимости радиосистем, функционирующих в условиях ограниченного частотного и пространственного разнесения. Характерным примером необходимости решения проблемы уменьшения взаимного влияния радиотехнических устройств является размещение антенн на борту летательных аппаратов.

Состояние вопроса, цель и задачи работы. Эффективным средством регулирования распределения электромагнитных полей служит использование открытых волноведущих и дифракционных структур. В частности, наиболее целесообразным способом уменьшения взаимного помехового влияния бортовых антенн в настоящее время считается использование поверхностных развязывающих структур, не нарушающих аэродинамические характеристики объектов - носителей антенн. К их числу относится ряд известных импедансных волноведущих устройств, представляющих собой диэлектрические слои либо слои, образованные так называемыми искусственными магнитодлэлектриками - структурами, состоящими из проводящих элементов и обеспечивающими распределение поля вблизи поверхности слоя, аналогичное существующему вблизи сплошных диэлектрических покрытий. При изменении характерных размеров такие структуры могут эффективно ослаблять приповерхностные волны, т.е. уменьшать уровень поля вблизи границы слой - свободное пространство. Однако число известных слове такого типа весьма невелико, а, кроме того, результаты существующих исследований оставляют место для оптимизации их ослабляющих сеойсте.

Что касается дифракционных структур, то предметом настоящей работы является изучение такой их разновидности, как вибраторные объемные решетки. Сегодня известно значительное число работ,посвященных изучению одномерно-периодических решеток, образованных, в том числе, и цилиндрическими элементами произвольного сечения, широко используемых в технике СВЧ, акустике, оптике и т.д. На настоящий момент практически полностью построена теория дифракции еолн на таких структурах, разработаны эффективные математические методы их анализа. Количество же работ, касающихся исследования двумерно-периодических структур весьма невелико, достаточно подробно рассмотрены лишь некоторые частные случаи. Так, например, задача дифракции волн на объемных решетках вибраторов - тонких стержневых элементов в резонансной области частот в литературе не рассматривалась, хотя такие структуры могут представлять интерес не только как возможные элементы радиотехнических устройств, но и как модели для описания распространения волн в растительных средах.

Цель диссертационной работы заключается в изучении физических механизмов и в определении условий ослабления и канализации волн слоистыми и дискретными средами.

Для достижения данной цели е работе поставлены следующие задачи:

- исследование возбувдения магнитодиэлектрических однородных слоев на проводящих подложках;

- анализ возможности и эффективности ослабления приповерхностных полей слоем штыревых элементов и спиральным монослоем, представляющим собой однорядную совокупность отрезков спиральных проводников;

- теоретическое и экспериментальное исследование возбуждения объемных двумерно-периодических и неэквидистантных стержневых решеток различной протяженности - от элементарных до многоэлементных, представляющих собой своеобразные дискретные среды.

Научная новизна. При выполнении диссертационной работы впервые сделано следующее:

I. Установлен и изучен эффект резонансного ослабления волн магнитодиэлектрическим слоем с произвольными электродинамическими параметрами.

2. Построена теория возбуждения штнреЕого слоя, проведено экспериментальное многопараметрическое исследование ослабляющих свойств такой структуры.

3. Установлены Еолноведущие и ослабляющие свойства спирального монослоя. Дана качественная трактовка физического механизма, лежащего в основе этих свойств.

4. Обнаружен эффект "прозрачности" объемных стержневых решеток, заключающийся в свободном прохождении волн сквозь данные структуры, а также их относительном усилении при определенных параметрах решеток. Доказана возможность наблюдения данного эффекта е растительных средах.

Практическая ценность результатов работы заключается, во-первых, в разработке новых электродинамических устройств, эффективна ослабляющих помеховые поля бортоЕых антенн. Конструкция одного из них - спирального монослоя - запатентована. Во-вторых, представленные исследования могут быть использованы при разработке СВЧ устройств типа фильтров, поляризаторов и т.п.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Волны, скользящие вдоль поверхности магнитодиэлектри-ческого слоя на проводящей подложке, имеющего определенные геометрические параметры, претерпевают значительное ослабление по сравнению с уровнем поля Еблизи аналогичного магнито-диэлектрического полупространства. Подавление поля при этом может быть достигнуто как для волноведущих покрытий, так и для слоев, не поддерживающих поверхностные волны. Максимально ослабляющие слои в последнем случае обладают минимальной отражательной способностью для данных электродинамических параметров.

2. Слой, образованный системой штыревых элементов на проводящей подложке, обладает ослабляющими свойствами. Максимальный уровень подавления поля Еблизи поверхности штыревого слоя имеет место при оптимальных параметрах структуры, к числу которых относятся высота элементов, период их размещения и протяженность слоя.

3. Существование поверхностных волн в многопроводных линиях с большим числом элементов определяется не только характером импеданса проводов, но и в значительной степени их взаимным влиянием.

о

4. Спиральный манослой на проводящей подложке обладает волноведущими и ослабляющими свойствами. Причина их появления заключается е интерференции волн вблизи поверхности слоя и волн, распространяющихся в перпендикулярном подложке'направлении.

5. Частотные зависимости уровня поля в объемных стержневых структурах в области резонансных значений параметров имеют интервалы, в пределах которых структуры либо "прозрачны" для электромагнитных волн, либо обладают Еолковедущими свойствами в зависимости от взаимного положения излучателя и точки наблюдения. Существование и местоположение этих интервалов на частотной оси не зависит от количества элементов структуры.

6. Эффект "прозрачности" объемных структур может наблюдаться при распространении еолн в лесных средах.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на XVII конференции по распространению радиоволн (Ульяновск, 1993 г.), IV Международной научно-технической конференции "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах" (Вологда, 1994 г.), научно-технической конференции "Направления развития систем и средств радиосвязи" (Воронеж, 1995 г.), научно-технической конференции "Достижения радиофизики и электроники е приложении к развитию Восточной Сибири" (Иркутск, 1995 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ, получено положительное решение на выдачу патента.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 106 страницах машинописного текста, иллюстрируется 52 рисунками и графиками, состоят из введения, трех глав, заключения и списка литературных источников из 76 наименований.

II. Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, представлены основные результаты работы и положения, выносимые на защиту, кратко изложено содержание диссертации.

В первой главе представлен обзор литературных источников

по вопросу ослабления приповерхностных полей. Приведен подробный анализ возбуждения точечным источником магнитодиэлек-трического. слоя, ориентированный на проблемы ЭМС.

В первом параграфе перечислены метода ослабления взаимного помехового влияния антенн и указано, что при размещении их, в частности, на летательных аппаратах наиболее целесообразным является использование поверхностных развязывающих структур. К их числу относятся так называемые импедансные слои, которые в зависимости от характера реактивности поверхностного сопротивления обладают либо Еолноведущими, либо ослаблявшими свойствами. Литературные данные свидетельствуют, что для ослабления приповерхностного поля в настоящее время используются, как правило, разнообразные гребенчатые структуры, изучению которых посвящено большое количество работ. Указывается также на возможность ослабления поля за счет омических потерь при использовании поглощающих диэлектрических покрытий. В заключение параграфа сформулированы основные направления проводимых в диссертации исследований: разработка новых типов ослабляющих слоеЕ и изучение эффективности использования для этих целей диэлектрических покрытий.

В § 1.2 решается задача, аналогичная задаче Зоммерфель-да, для магнитодиэлектрического слоя с произвольными электродинамическими параметрами, расположенного на проводящей подложке. Используются спектральные представления поля, и из соответствующих граничных услоеий определяется неизвестный коэффициент разложения, имеющий смысл спектрального коэффициента отражения. Его еид упрощается в предположении, что коэффициент преломления материала слоя велик. В результате поле вблизи слоя представляется формулой типа Вейля-Ван-дер-Поля, которая принимает различный аналитический вид в зависимости от знака мнимой части полюса коэффициента отражения, определяемого параметрами магнитодиэлектрика,что соответствует распространению над слоем поверхностной еолны и ее отсутствию.

Следующий параграф посвящен анализу полученных выражений с целью поиска условий эффективного погашения еолн на границе слоя. Прежде всего подробно рассматривается выражение для полюса коэффициента отражения, практически полностью определяющее характер зависимости множителя ослабления приповерхностного поля от параметров слоя. Построены графики, характе-

ризуодие связь между значениями модуля и аргумента _ полиса и геометрическими параметрами покрытия для различных значений проводимости материала слоя, дана физическая интерпретация полученных зависимостей.

Далее рассмотрена возможность ослабления поля при распространении над слоем поверхностных волн, что соответствует отрицательному значению мнимой части полюса коэффициента отражения (временная зависимость или - в импедансной трактовке - сильноиндуктивному характеру поверхностного импеданса слоя. В этом случае выражение для поля вблизи поверхности слоя содержит два слагаемых, одно из которых соответствует поверхностной волне, другое - так называемой "земной". Анализ данного выражения показал, что при определенных условиях интерференция этих типов еолн приводит к весьма сильному ослаблению приповерхностного поля. Однако, поскольку налагаемые условия однозначно определяют геометрические параметры слоя, эффективное ослабление поля в этом случав наблюдается лишь на некоторой фиксированной частоте.

Если параметры слоя таковы, что мнимая.часть указанного полюса - величина положительная, то приповерхностное поле оказывается ослабленным по сравнению со случаем распространения волн над свободной проводящей подложкой. Однако уровень дополнительного ослабления может варьироваться в зависимости от конкретных значений параметров магнитодиэлектрического покрытия. Анализ выражений, полученных в 1.2, позеолил установить, что е случае выполнения условия

кй /|ец| сов( (ф +ф )/2) = тс/2

ь г

абсолютное значение дополнительного ослабления поля на границе слой - вакуум максимально и оценивается (в дБ) формулой

В = 10 15(Р/р0) = -20 1з{|2|2кг/«12[ ^5((ф£+ф^)/2)]|,

где к - ЕолноЕое число в пустоте, (1 - толщина слоя, е , р. -

диэлектрическая и магнитная проницаемости, ф_, ф., - соответ-

ь р.

ствуюциэ углы потерь, Ъ - характеристический импеданс среды, образованной веществом с проницаемостями е и ц, г - протяженность слоя, Р - интенсивность излучения в присутствии слоя, Р0- уровень поля над проводящей поверхностью.

Аналогичные выражения получены для минимума ослабляющей

способности слоя, а также для случая магнитодиэлектрического полупространства. Построена типичная зависимость величины ослабления поля от обобщенного параметра кй, представляющая собой осциллирующую кривую с уменьшающейся амплитудой колебаний, появление которых обусловлено переотражающим влиянием подложки. Приведены результаты экспериментального исследования ослабления поля данными структурами, установлено их хорошее согласие с расчетами.

Исследуются частотные характеристики ослабляющего слоя. Даны рекомендации по синтезу слоев, обладающих максимальными ослабляющими возможностями в заданной полосе частот. Отмечается, что использование идеальных диэлектрических покрытий предпочтительно для эффективного подавления помехи, однако такие структуры обладают худшими частотными свойствами.

§ 1.4 посвящен исследованию сеязи между отражательными и ослабляющими свойствами магнитодиэлектрических слове. Анализ отражательной способности слоя позволил установить, что несмотря на принципиальную разницу в механизмах взаимодействия поля с веществом, обеспечивающих максимально полезный эффект при нормальном и скользящем падении волн, влияние слоя как такового аналогично в обоих случаях. Таким образом, оптимальный с точки зрения ослабления приповерхностного поля слой будет обладать минимальной отражательной способностью при нормальном падении плоской волны для заданных электродинамических параметров. В основе этого лежит общий физический механизм, заключающийся в противофазном сложении волн, прошедших через слой, и волн на его поверхности.

Во второй главе представлены результаты теоретического и экспериментального исследований ноеых типов ослаблявдих структур: штыревого слоя и спирального монослоя.

§ 2.1 посвящен экспериментальному исследованию ослабления шля при помощи штыревых структур, представляющих собой периодические совокупности тонких стержневых элементов, установленных вертикально на проводящую подложку. Анализ литературных источников, приведенный в данном разделе, показывает, что ослабляющие свойства таких систем никем ранее не рассматривались.

В работе представлены измеренные зависимости величины дополнительного ослабления поля над слоем от высоты штыревых

элементов. Из них следует, что при малой высоте элементов h < Л./4 (А. - длина волны) над структурой распространяется поверхностная волна, при h w Я/4 происходит еЗ срыв и значительное ослабление приповерхностного поля в диапазоне Л/4 < h < А./2. Отмечается аналогия сеойсте рассматриваемых и ребристых структур.

Установлено, что с уменьшением периода структуры уменьшается критическая высота элементор, при которой происходит срыв поверхностной волны. Отмечается, что для "гребенок" характерна обратная зависимость. Приведены результаты, свидетельствующие о существовании оптимального периода штыревой структуры с точки зрения максимального ослабления приповерхностного поля.

Обнаружен эффект "насыщения" ослабления поля с ростом протяженности структуры, заключающийся в непревышении определенных значений ослабления для произвольных параметров штыревого слоя. Указано, что причиной существования оптимального периода и "насыщения" ослабляющей способности слоя является переизлучвние волн торцами штырей в радиальном и перпендикулярном подложке направлениях.

Представлены результаты исследования диапазонных сеойств рассматриваемых структур, указывающие на возможность достижения уровней ослабления не менее 26 дБ в полосе частот с перекрытием 1,4. Приведено сравнение полученных зависимостей с аналогичными, заимствованными из литературных источников и описывающими частотные свойства ребристых структур. Отмечается преимущество штыревых слове. Кроме того, приведены данные, характеризующие пространственное распределение поля над штыревым слоем как в волноводном, так и ослабляющем режимах.

В § 2.2 в импедзнсном приближении решается задача возбуждения слоя штыревых элементов точечным источником. Проведен качественный анализ выражений, получаемых с использованием импедансных граничных услоеий на поверхности слоя в результате преобразований исходных выражений с помощью теории Еычетов.

Для определения выражения для поверхностного импеданса выполнен анализ структуры поля внутри штыревого слоя, основанный на предположении о eS подобии структуре поля многопро-еодной линии. Ключевой момент заключается в решении дисперси-

онного уравнения, определяющего типы волн, распространяющиеся в штыревой системе. Трудности, обусловленные необходимостью оперировать определителем системы уравнений, имеющем порядок, равный количеству элементов структуры, преодолеваются использованием континуального приближения. Математически оно заключается в замене процедуры суммирования по количеству элементов структуры в выражении для поля на интегрирование. Физически его суть сеодится к рассмотрению элементарной ячейки периодической структуры, помещенной в сплошную среду с определенными электродинамическими сеойстезми. Результатом решения дисперсионного уравнения является вывод о возможности распространения вдоль каждого штыря поверхностных.еолн, обусловленных взаимным влиянием элементов. Из предположения о равенстве характеристического импеданса меюлтыревой среды и поверхностного сопротивления слоя записывается аналитическое выражение для поверхностного импеданса структуры, подтверждающее ряд экспериментальных результатов.

§ 2.3 посвящен изучению сеойств спиральных монослоев -одиночных спиральных линий и их разнообразно ориентированных совокупностей, расположенных в один ряд на проводящей подложке. Ранее свойства таких структур никем не рассматривались.

Представлены экспериментально полученные частотные зависимости уровня поля вблизи данных структур, а также зависимости уровня поля от диаметра спиральных линий, их образующих. Полученные данные, близкие к характеристикам штыревых слоев, свидетельствуют, что спиральный монослой также обладает канализирующими и ослабляющими свойствами. Сравнение с аналогичными зависимостями для свободных спиральных линий позволило установить, что интенсивность поверхностной волны вблизи поверхности монослоя значительно превышает уровень поля вблизи волноЕедущэй свободной спирали. Это связано с принципиальным различием физических механизмов, лежащих в основе замедления еолн сравниваемыми структурами.

Для исследования особенностей возбуждения спирального монослоя выполнены измерения поля над следующими структурами: системой круговых замкнутых проволочных контуров и системой штыревых элементов, установленных наклонно на проводящую плоскость. В том и другом случав наблюдается возбуждение поверхностной волны, а при толщине слоя 1г « Л/4 имеет место ее

срыв и переход структуры из волноведущей в ослабляющую.

Сделан вывод, что в осноеэ образования и срыва поверхностной волны вблизи спирального монослоя лекит механизм, близкий к имеющему место при возбуждении штыревого слоя и заключающемуся в интерференции квазиплоских волн, распространяющихся вдоль элементов от свободной границы слоя до подложки и обратно, с волнами вблизи поверхности слоя. Различие заключается в том, что в случае монослоя вторичные еолны распространяются вдоль элементов витков - полуконтуров.

В итоге указано, что любая проволочная структура, образованная элементами произвольной конфигурации, установленными на проводящую подложку с условием, что их проекции на перпендикуляр к основанию равны между собой, будет обладать в той или иной мэре канализирующими и ослабляющими свойствами.

Третья глава посвящена изучению электродинамических свойств объемных стержневых решеток, образованных тонкими цилиндрическими элементами кругового сечения и бесконечной длины.

В обзорном § 3.1 перечисляются разработанные методы исследования дифракции волн на различных решетках, отмечается широкая область применения последних.

Указано, что е настоящее время достаточно полно разработана теория и проведено изучение дифракции волн на плоских (одномерных) решетчатых структурах различной геометрии. Однако, что касается двумерно-периодических структур, то рассмотрены лишь некоторые частные случаи, для анализа которых использованы те или иные приближения. Трудность заключается в том, что использование строгих численных мвтодое анализа полей е таких структурах сопряжено с большим объемом требуемых вычислений. Экспериментальные же исследования объемных решеток практически отсутствуют.

Отмечается, что изучение сеойсте объемных стержневых решеток предстаЕлят интерес не только с точки зрения их возможного практического применения, е том числе и для регулирования пространственного распределения поля, но и кай моделей, позволяющих описывать процессы распространения волн в растительных средах.

В § 3.2 предложен метод анализа возбуждения данных структур с использованием континуального приближения, уже

применявшегося в § 2.2. В результате процесс распространения волн в структуре, образованной бесконечно большим количеством идеально проводящих элементов, описывается введением множителя ослабления поля, имеющего достаточно простой аналитический вид. С использованием данного приближения рассчитана зависимость относительного уровня поля в структуре от параметра к<1, где к - Еолновое число, й - период решетки. Особый интерес представляет тот факт, что при Ш « 2 множитель ослабления оказывается близок к единице, т.е. рассматриваемая дискретная среда становится "прозрачной" для электромагнитных волн.

Поскольку континуальное приближение позволяет лишь качественно описать поле в структуре, то для детального исследования электродинамических свойств объемных реяеток в § 3.3 проведено строгое решение задачи возбуждения данных структур. Из удовлетворения граничным условиям нз поверхности каждого элемента получена система линейных уравнений, решаемая с использованием ЭВМ. Выполнен расчет зависимости относительного уровня поля Енутри и Еблизк решеток от параметра кй для разного количества элементов структуры.

Исследованы 9-элементные (3*3), 25(5*5),4Э(7«7) и 81(9*9) двумерно-периодические решетки при нормальной ориентации линии связи источник - точка наблюдения и рядов структуры. Установлено, что в диапазоне О < кй < 6 характеристики рассматриваемых решеток имеют аналогичное поведение, выражающееся в наличии двух интервалов "прозрачности", в пределах которых амплитуда поля в структуре близка или превышает поле в свободном пространстве. Положение первого из интервалов совпадает с результатами расчетов, выполненных в континуальном приближении. Уровни поля в пределах интервалов "прозрачности" отличаются для разного количества элементов и зависят от периода решетки и местоположения точки наблюдения, однако положение самих интервалов на оси кй практически неизменно. Таким образом, речь идет об обнаруженных "собственных" свойствах объемных стержневых решеток. Физически данный эффект объясняется сфазироЕанным переизлучением поля элементами структуры при определенных параметрах последней. Показано, что при иной ориентации линии связи источник - точка наблюдения относительно рядов структуры эффект "прозрачности" имеет место при других кй.

В работе приведены результаты, иллюстрирующие пространственные разрезы поля в решетках. Выполнены расчеты зависимости уровня поля от параметров объемных структур с разным периодом размещения элементов в ортогональных направлениях.

Исследуются также электродинамические свойства неэквидистантных объемных решеток. Установлено, что если двумерная случайная величина, характеризующая интервалы между соседними элементами в двух ортогональных направлениях, распределена по нормальному закону и имеет среднее значение 3, то расчитанная зависимость относительного уровня поля в структуре от параметра кЗ также имеет интервалы "прозрачности", положение которых совпадает с положением аналогичных интервалов для периодических структур.

Проведено сравнение результатов расчета шля для плоских решеток, выполненного по используемой методике, с известными литературными данными, показавшее их хорошее согласие.

В § 3.4 численно исследованы зависимости уровня поля от величины периода в объемных структурах, образованных импеданс-ными стержневыми элементами. Обнаружено, что и в этом случае при определенных параметрах решеток наблюдается прохождение волн сквозь структуру без ослабления. Однако положение интервалов "прозрачности" на оси кй при этом отлично от значений, полученных при идеальной проводимости стержней.

В § 3.5 излагаются результаты экспериментального исследования возбуждения объемных решеток. Измерения проводились со структурой, образованной четырьмястами металлическими стержнями длиной много большей, чем рабочая длина еолны. Получены данные для различных ориентации решетки относительно линии связи антенн. Экспериментальные данные находятся е хорошем согласии с расчетными и подтверждают, в частности, существова-\ ние эффекта "прозрачности" объемных структур.

В § 3.6 представлены результаты экспериментального изучения пространственного распределения поля в широком диапазоне частот в лесной среде. Лес состоял из хвойных пород деревьев, что обуславливало близость структуры исследуемого леса к структуре объемных стержневых решеток. Измерения выполнялись при малых расстояниях между антеннами, что практически исключало влияние поглощения волн стволами деревьев на получаемые результаты. Представлены пространственные разрезы поля для

фиксированного набора частот на одной из трасс распространения волн, а также частотные зависимости ослабления поля в лесной среде, измеренные в некоторых характерных точках. Полученные данные об уровнях поля е лесу приводятся в виде отношения к соответствующим результатам, полученным для открытой местности с аналогичным характером подстилающей поверхности.

Установлена возможность незатухающего распространения волн в лесной среде при определенных соотношениях между длиной волны и плотностью древостоя. Данный эффект аналогичен эффекту "прозрачности" объемных решеток.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Обнаружены эффекты резонансного ослабления электромагнитных волн, скользящих вдоль поверхности магнитодиэлектричес-кого слоя на проводящей подложке. Выявлены физические механизмы, объясняющие данные эффекты. Получены соотношения для расчета параметров сплошных ослабляющих покрытий. Теоретические результаты подтверждены экспериментальными данными.

2. Показано, что максимальные уровни подавления поля на фиксированной частоте достигаются использованием слоев из не-поглощающих материалов. Однако лучшими диапазонными свойствами обладают поглощающие покрытия.

3. Установлено, что минимальной (для данных электродинамических параметров) отражательной способностью при нормальном падении плоских еолн обладают магнитодиэлектрические слои, вносящие максимальное ослабление при скользящем распространении волн.

4. Установлены ослабляющие сеойстеэ слоя штыревых элементов на проводящей подложке. Обнаружено, что наибольшее ослабление поля достигается при иысоте штырей 11 » (0,22 + п/2)Х., где п=0,1,2,..., и периоде размещения элементов (1 ~ А./4. Дано физическое толкование существования оптимальных периода и высоты структуры. Обнаружено и объяснено явление "насыщения" дополнительного ослабления шля над штыревым слоем.

5. В импедансном приближении построена теория возбуждения штыревого слоя. Выражение для поверхностного импеданса данного слоя получено из решения задачи возбуждения многопроводной линии в континуальном приближении. Теоретически подтверждены факт существования и срыва поверхностной еолны над штыревым слоем и экспериментально полученная зависимость критической

толщины слоя, соответствующей максимуму его отражающей способности, от периода структуры.

6. Установлено, что едоль элементов многопроЕодной системы распространяются замедленные волны, существование которых обусловлено взаимным влиянием проводов.

7. Обнаружены волноведущие и ослабляющие свойства спирального монослоя, представляющего собой однорядную совокупность отрезков спиральных линий на проводящей подложке. Объяснен механизм ослабляющего действия монослоя. Сформулированы общие услоЕия подавления еолн вблизи свободных границ слоев, образованных проволочными элементами.

8. Решена задача возбуждения объемных решеток, образованных стержневыми бесконечно протяженными элементами. В континуальном приближении изучены электродинамические свойства структур с бесконечным количеством элементов - дискретных сред. Численным методом исследованы решетки конечной протяженности. Обнаружен эффект "прозрачности" объемных стержневых решеток, заключающийся в прохождении сквозь данные структуры без ослабления волн, вектор электрического поля которых ориентирован параллельно элементам.

9. Установлено, что возникновение "прозрачности" не зависит от количества элементов структуры и от местоположения точки наблюдения как внутри, так и вблизи границы структуры при произвольном размещении источника поля, т.е. "прозрачность" является "собственным" свойством объемных решеток, которое может трактоваться как наличие у дискретной среды Еолноведущих свойств. Показано, что в основе данного эффекта лежит интерференция еолн, однократно и многократно рассеянных стержневыми элементами.

10. Экспериментально доказана возможность существования эффекта "прозрачности" при распространении волн в лесных средах.

Основные результаты диссертаци опубликованы в следующих работах:

1. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л. Ослабление поля невы-ступанцей штыревой структурой // Радиотехника.- 1991.- N 10.-С.60-62.

2. Vetluzhaky A.Yu., Lomukhin Yu. L. Fleld atténuation by Means of Unprojecting Plntle Structure / Inter. Symposium

on Electromagnetic Compatibility.- Beijing, 1992.- P.87-88.

3. Ветлужский"А.Ю., Ломухин Ю.Л. Структура поля возбужденной спиральной линии, расположенной на проводящей поверхности // Радиотехника.- 1993.- N 5-6.- С.78-80.

4. Ломухин Ю.Л., Ветлужский А.Ю. Дискретная модель лесной среды / XVII конференция по распространению радиоволн.-Ульяновск, 1993.- С.113.

5. Ломухин Ю.Л., Ветлужский А.Ю. Дополнительное ослабление еолн магнитодиэлектрическим слоем / В сб. "Распространение электромагнитных еолн".- Улан-Удэ, 1993.- C.IQI-I09.

6. Ломухин Ю.Л., Ветлужский А.Ю. Чимитдоркиев Н.Б. Ослабление волн вблизи слоя магнитодиэлектрика // Радиотехника и электроника.- 1993.-Т. 38, N &.- C.II23-II29.

7. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л^ Структура поля в двумерно-периодической дискретной среде/ IV Международная нэуч-но-техн. конф. "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах".- Вологда, 1994.- С.61-63.

8. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л., Плетнев В.И. Радиопрозрачность лесной среды / Науч.-техн. конф. "Направления развития систем и средств радиосвязи".- Воронеж, 1995.-С.44-46.

9. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л. Структура поля в объемных решетках / Региональная науч.-техн. конф. "Достижения радиофизики и радиоэлектроники е приложении к развитию Восточной Сибири".- Иркутск, 1995.- C.73-7Y.

10. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л. Развязывающее устройство на основе спиральных проводников. Положит, реш. о Еыдаче патента по заявке .* 5018513/09. 1995.

11. Ветлужский А.Ю., Ломухин Ю.Л. Прохождение волн через стержневые решетки / В сб. "Распространение электромагнитных еолн".— Улан-Удэ, 1996.- С.137-144.

Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Бумага писчая. Объем 1 пл. Заказ № 84.. • Тираж 100 'жз.

ТОО "Олзон" при БНЦ СО РАН . 670042, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяиовой, 6