Raspršenje elektromagnetskoga vala na anizotropnim planarnim i cilindričnim strukturama: doktorski rad - Bojanjac, Dario (D. Bojanjac ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2015)
U radu se analizira raspršenje elektromagnetskih valova na tankim zakrivljenim dielektričnim objektima te planarnim i cilindričnim anizotropnim strukturama. Kod tankih zakrivljenih dielektričnih objekata provedena je analiza koja omogućuje redukciju modela raspršenja skalarnog vala s trodimenzionalnog objekta na aproksimativni dvodimenzionalni objekt. Skalarni valovi javljaju se kod problema raspršenja na trodimenzionalnim objektima i kod problema raspršenja transverzalno električnih (TE) i transverzalno magnetskih (TM) valova u dvodimenzionalnim elektromagnetskim problemima. Primjenom izvedenog reduciranog modela smanjeni su zahtjevi na numeričko rješavanje problema jer se za jednu dimenziju smanjuje objekt promatranja što rezultira smanjenjem dimenzije elemenata u diskretizaciji objekta pa time i njihov broj te zahtjevi na memoriju i snagu računala. U slučaju jednoosnog anizotropnog homogenog prostora s planarnom i cilindričnom simetrijom izvedena je Greenova funkcija koja omogućuje unaprjeđenje G1DMULT s izotropne homogene višeslojne strukture na višeslojnu strukturu s jednoosno anizotropnim slojevima. G1DMULT algoritam uspješno se primjenjuje dugi niz godina na probleme analize konformnih mikrotrakastih antena te analizu svjetlovoda i leća antena. Unaprijeđeni algoritam primijenjen je na računanje efektivnih parametara metamaterijalnih jednoslojnih i višeslojnih struktura. Izveden je algoritam koji omogućuje rješavanje problema raspršenja elektromagnetskih valova uslijed kosog upada na cilindar načinjen od savršenog metala koji se nalazi unutar višeslojnog anizotropnog plašta. Problemi koji se javljaju kod analize opisanog problema leže u činjenici da je model problema opisan sustavom diferencijalnih jednadžbi, a ne jednom jednadžbom kao što je slučaj kod okomitog upada elektromagnetskog vala na spomenutu strukturu. Numeričko rješenje za potpuni problem nije moguće dobiti na efikasan način zato što je problem raspršenja problem u slobodnom prostoru što predstavlja veliki zahtjev na korištenu numeričku metodu. U radu je iskorišteno poznavanje rješenja izvan promatranog objekta na način da je rješenje izvan objekta rastavljeno u sumu planarnih valova koja je na vanjskom rubu anizotropnog plašta spojena s numeričkim rješenjem unutar strukture. Na taj način je reducirana domena na kojoj je potrebno numerički rješavati problem. Izvedena metoda je primijenjena na analizu raspršenja elektromagnetskih valova na Schurigovom i Caijevom plaštu nevidljivosti uslijed kosog upada. Pokazano je da izvedeni plaštevi nevidljivosti rade dobro samo za okomiti upad elektromagnetskog vala dok za relativno male pomake od normale na cilindar raspršenje od takvog objekta postaje veće od raspršenja na čistom cilindru načinjenom od savršenog metala, tj. predloženi plaštevi nevidljivosti ne rade za kosi upad elektromagnetskog vala. Ključne riječi: raspršenje elektromagnetskih valova, jednoosno anizotropan materijal, potpuno anizotropan materijal, cilindrični objekt, redukcija dimenzije, Greenova funkcija