Введение 3
Глава 1. Постановка задачи 5
Глава 2. Численный метод решения задачи синтеза 12
2.1. Численный метод решения задачи синтеза (оптимизация по
диэлектрической проницаемости) 12
2.2. Численный метод решения задачи синтеза (оптимизация по магнитной
проницаемости) 13
2.3. Частный случай. Двухсекционная диафрагма 14
Глава 3. Комплекс Программ 15
3.1. Комплекс программ для вычисления модуля коэффициента отражения . 15
3.2. Метаматериалы 22
Глава 4. Численные результаты 29
Заключение 37
Список использованных источников 39
Бакалаврская работа посвящена задаче синтеза многослойного анизотропного покрытия в СВЧ-диапазоне. Предполагается, что каждый слой такого многослойного покрытия достаточно тонкий, т.е. не превышает 0,5 см. Задача является одной из задач электродинамики.
Задача синтеза покрытия с необходимыми для практики характеристиками исследовалась многими учёными - [1-22].
Цель данной работы заключается в исследовании задачи синтеза покрытия с заданными геометрическими и электромагнитными параметрами, построении численного метода и вычислительного алгоритма для решения задачи синтеза покрытия с заданным диапазоном толщин каждого слоя многослойного покрытия и заданными электромагнитными параметрами диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости.
Объектом разработки является вычислительный комплекс программ по решению поставленной задачи синтеза
В процессе работы проводилось исследование многослойного анизотропного покрытия в СВЧ диапазоне с заданными геометрическими и электромагнитными параметрами. Были рассмотрены четыре типа задач: выбиралась оптимизация по диэлектрической и магнитной проницаемости, и каждая из этих задач рассматривалась для случая «хорошего» проводника и идеального проводника на границе крайней секции многосекционной диафрагмы. В процессе работы разрабатывался численно-аналитический метод решения такого класса задач.
В результате проведенной работы были получены следующие основные результаты:
1) предложен численный метод решения задачи синтеза многослойного анизотропного покрытия в СВЧ диапазоне; рассмотрены четыре типа задач, отличающиеся друг от друга выбором параметра оптимизации (диэлектрической проницаемости или магнитной проницаемости) и вида проводника на границе с диафрагмой (либо идеальный проводник, либо «хороший» проводник);
2) построены математические модели для двухсекционной диафрагмы;
3) разработанный численный метод реализован в виде вычислительного комплекса программ;
4) представленные численные результаты показывают достаточно
высокую эффективность метода.
Степень внедрения - разработан численный метод, реализованный в виде комплекса программ, которые могут быть применены на практике.
Область применения - математические модели в электродинамике.
Эффективность разработанного вычислительного комплекса была выявлена на серии тестовых задач. Эффективность данного комплекса заключается также в возможности применения на практике при синтезе материалов.
Таким образом, в данной работе проведено исследование задачи синтеза
многослойного анизотропного покрытия в СВЧ диапазоне. Рассмотрены четыре
типа задач, отличающиеся друг от друга выбором параметра оптимизации
(диэлектрической проницаемости или магнитной проницаемости) и вида
проводника на границе с диафрагмой (либо идеальный проводник, либо
«хороший» проводник).
Основные результаты дипломной работы:
1. Разработан численно-аналитический метод решения задачи синтеза
многослойного анизотропного покрытия в СВЧ диапазоне.
2. Построены математические модели для двухсекционной
диафрагмы.
3. Алгоритм решения задачи реализован в виде вычислительного
комплекса программ.
4. Анализ полученных численных результатов показал, что:
метод прост в реализации;
метод позволяет находить оптимальные электромагнитные
параметры материалов из некоторого заданного диапазона, которые приводили
бы к минимальному отражению от поверхности данного материала;
метод можно использовать для оптимизации как по
диэлектрической проницаемости, так и по магнитной проницаемости.
разработанный численно-аналитический метод может быть
использован при синтезе покрытий с заданными характеристиками на основе
современных видов материалов.
