Характеристики излучения и рассеяния цилиндрических двумерных электродинамических структур с нелинейными нагрузками, укрытых слоем метаматериала

Актуальность темы диссертационного исследования обосновывается возрастающими требованиями к функциональным узлам современных систем нелинейной радиолокации, в частности к нелинейным маркерам. Целью диссертационной работы являлось повышение эффективности работы нелинейно нагруженного цилиндра в составе нелинейных отражателей, покрытий, маркеров в системах нелинейной радиолокации с помощью выравнивания кратных частотных гармонических составляющих рассеянного электромагнитного поля до соизмеримых уровней с основной гармоникой. Научной задачей исследования стало решение задач возбуждения и рассеяния электромагнитных волн на бесконечном идеально проводящем цилиндре с нелинейными нагрузками, покрытом слоем метаматериала, алгоритмизация данных задач, исследование путей повышения уровней высших гармоник и, как следствие эффективности, с помощью применения покрытия из метаматериала. Для решения поставленных задач возбуждения и рассеяния был применен метод интегральных уравнений с использованием нелинейных граничных условий на поверхности нелинейных нагрузок. Был разработан алгоритм для решения системы нелинейных алгебраических уравнений для вычисления полей в требуемых точках наблюдения. Численные и экспериментальные исследования показали возможность повышения эффективности применения нелинейно нагруженного цилиндра за счёт использования покрытия из метаматериала. Результатами проведенного диссертационного исследования являются: - разработанный алгоритм, реализованный в виде программы с пользовательским интерфейсом на C++, решения задач возбуждения и рассеяния электромагнитных волн на бесконечном идеально проводящем цилиндре с нелинейными нагрузками, который позволяет численно проводить анализ цилиндрических структур с покрытием с дисперсионными частотными свойствами и отрицательными электрофизическими параметрами; - сформулированные рекомендации по повышению относительного уровня гармонических составляющих, рассеянных цилиндром с нелинейными нагрузками, с помощью использования покрытия из метаматериала; - представленные результаты эксперимента, доказывающие возможность повышения относительного уровня второй гармоники в рассеянном поле за счёт использования покрытия из метаматериала на 20 дБ относительно покрытия из диэлектрика.