Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65048210.31857/S0033849423080041UWOWVBК 100-ЛЕТИЮ Б.В. СЕСТРОРЕЦКОГОUnknownSome Features of Scattering of a Plane ElectromaElectromagnetic Wave on a Plane Magnetodielectric PlateНекоторые особенности рассеяния плоской электромагнитной волны на плоской магнитодиэлектрической пластинеBorisovD. A.БорисовД. А.s.p.skobelev@mail.ruSkobelevS. P.СкобелевС. П.s.p.skobelev@mail.ruMoscow Institute of Physics and Technology (National Research UniversityМосковский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)PJSC RadiophysicsПАО “Радиофизика”0108202368874275031012025Copyright ©; 2023, Д.А. Борисов, С.П. СкобелевCopyright ©; 2023, Д.А. Борисов, С.П. Скобелев2023Д.А. Борисов, С.П. СкобелевД.А. Борисов, С.П. Скобелевhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650482

The two-dimensional problem of scattering of a plane electromagnetic wave on a flat homogeneous magnetodielectric plate of finite dimensions is considered. The problem is solved by the method of integral equations for auxiliary surface currents. Algebraization of integral equations was carried out using the collocation method and overlapping three-step basis functions. The results characterizing the efficiency of the proposed algorithm are presented. The influence of the geometric and material parameters of the plate on its effective scattering surface (ESS) in the direction of wave incidence, which characterizes the effects of “invisibility” of the plate, is studied. It is shown that the minimum of the specified ESS is achieved at a plate thickness close to the thickness that ensures the in-phase geometry of the geometric-optical rays that have passed through the plate and the rays that have passed by the plate. The ESS of a plate made of a material with positive and negative refractive indices is compared.

Рассмотрена двумерная задача рассеяния плоской электромагнитной волны на плоской однородной магнитодиэлектрической пластине конечных размеров. Задача решена методом интегральных уравнений для вспомогательных поверхностных токов. Алгебраизация интегральных уравнений проведена с использованием метода коллокации и перекрывающихся трехступенчатых базисных функций. Приведены результаты, характеризующие эффективность предложенного алгоритма. Исследовано влияние геометрических и материальных параметров пластины на ее эффективную поверхность рассеяния (ЭПР) в направлении падения волны, характеризующую эффекты “невидимости” пластины. Показано, что минимум указанной ЭПР достигается при толщине пластины, близкой к толщине, обеспечивающей синфазность геометрооптических лучей, прошедших сквозь пластину, и лучей, прошедших мимо пластины. Проведено сравнение ЭПР пластины из материала с положительным и отрицательным показателями преломления.

problem of scatteringmagnetodielectric plate of finite dimensionsmethod of integral equationsАвторы благодарны К.М. Сидорову (МФТИ) за моделирование рассмотренной задачи в пакете CST Microwave Studio Suite и предоставление результатов для сравнения.Theory and Phenomena of Metamaterials. Ed. F. Capolino. N.Y.: Tailor & Francis Group, 2009.Cui T.J., Smith D.R., Liu R.P. Metamaterials: Theory, Design, and Applications. N.Y.: Springer, 2010.Веселаго В.Г. // Успехи физ. наук. 1967. Т. 92. № 3. С. 517.Kwon D.-H., Werner D.H. // IEEE Antennas & Propagation Magazine. 2010. V. 52. № 1. P. 24.Hendi A., Henn J., Leonhardt U. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. № 7. P. 073902.Minano J.C. // Opt. Express. 2006. V. 14. № 21. P. 9627.Скобелев С.П. // Радиотехника. 2017. № 10. С. 30.Смольникова О.Н., Скобелев С.П. // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 125. № 1. С. 85.Skobelev S.P. // IEEE Trans. 2019. V. 67. № 4. P. 2095.Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. 2-е изд. М.: Наука, 1973.Солодухов В.В., Васильев Е.Н. // ЖТФ. 1970. Т. 40. № 1. С. 47.Chew W.C., Tong M.S., Hu B. Integral Equation Methods for Electromagnetic and Elastic Waves. Kentfield: Morgan & Claypool, 2009.Gibson W.C. The Method of Moments in Electromagnetics. 2nd ed.Boca Raton: Chapman and Hall/CRC, 2014.Mautz J.R. // IEEE Trans. 1989. V. AP-37. № 8. P. 1070.Harrington R.F. // J. Electromagnetic Waves and Appl. 1989. V. 3. № 1. P. 1.Борисов Д.А., Скобелев С.П. // Физические основы приборостроения. 2021. Т. 10. № 3. С. 105.Leviatan Y., Boag Am. // IEEE Trans. 1987. V. AP-35. № 10. P. 1119.Leviatan Y., Boag Am., Boag Al. // IEEE Trans. 1988. V. AP-36. № 7. P. 1026.Eisler S., Leviatan Y. // IEE Proc. H. 1989. V. 136. № 6. P. 431.Harrington R.F. Field Computation by Moment Methods. N.Y.: IEEE Press, 1993.Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств в CST Studio Suite. М.: Салон-Пресс, 2018.Balanis C.A. Advanced Engineering Electromagnetics. 2nd ed. N.Y.: John Wiley and Sons, Inc, 2012.