Виталий Петрович Крылов
249031, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш. 15
Vitaliy P. Krylov
15, Kievskoe sh., Obninsk, Kaluzhskaya obl., 249031
Переменные электродинамические параметры искусственных композиционных материалов определяют с помощью методов, которые позволяют одновременно измерять в свободном пространстве диэлектрическую и магнитную проницаемости в широкой полосе. При этом актуальны такие задачи, как отражение электромагнитной волны от границы диэлектрического слоя и моделирование сдвига фазы отраженной волны от пластины диэлектрика. В работе представлены результаты исследования влияния электродинамических параметров материала на характеристики отраженной от диэлектрической пластины волны. Приведены аналитические выражения для фазы отраженной волны при падении плоской волны под углом к пластине материала с переменными электродинамическими параметрами. С использованием матричного метода получены уравнения для расчета сдвига фазы отраженной волны. Установлено, что для падающих волн с векторами электрического поля, лежащими в плоскости падения (TM-волны) и перпендикулярными ей (TE-волны), наблюдается скачок сдвига фазы на π для электрической толщины пластины, кратной половине длины волны. Аналогичный скачок фазы фиксировали в случае падающей TM-волны вблизи угла Брюстера. Представлен анализ частотных зависимостей сдвига фазы, включавших скачок сдвига фазы и падение амплитуды на частоте, а также влияния потерь в материале пластины на сдвиг фазы отраженной волны. Результаты исследования угловой зависимости сдвига фазы отраженной волны от пластины диэлектрика в области угла Брюстера могут быть использованы при решении прикладных задач электродинамики (например, при разработке широкополосного пеленгатора).
Variable electrodynamic parameters of composite materials are determined using the methods providing simultaneous measuring of the free- space permittivity and magnetic permeability within a broad band. Thus, the problems regarding reflection of an electromagnetic wave from the boundary of a dielectric layer and modeling of the phase shift of the wave reflected from a dielectric plate become rather relevant. We report the results of studying the effect of the electrodynamic parameters of composite materials on the characteristics of the wave reflected from a dielectric plate. Analytical expressions are derived for the phase of the reflected wave when an incident plane wave is oriented at an angle to the composite plate with variable electrodynamic parameters. The matrix method is used to obtain the equations for calculating the phase shift of the reflected wave. It is shown that for incident waves with a vector of electric field lying in the plane of incidence (TM waves) and normal to it (TE waves), a jump in the phase shift by π is observed for the electric thickness of the plate multiple of the half-wavelength. A similar phase jump is observed in the case of an incident TM wave near the Brewster angle. An analysis of the frequency dependences of the phase shift, including the phase shift and amplitude drop at a corresponding frequency, as well as data on the effect of losses in the plate material on the phase shift of the reflected wave are presented. The results of studying the angular dependence of the phase shift of the reflected wave in the region of the Brewster angle can be used in solving applied problems of electrodynamics (e.g., when developing a broadband broad-band direction finding device).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.