Курсова РОБОТА
На тему:
"Розсіювання хвиль в задачі про маскування об'єктів методом хвильового обтікання "
Мінськ, 2010 р.
Введення
У людей з давніх часів є бажання замаскуватися, а то й зовсім стати невидимим для оточуючих. І віднедавна це може стати можливим за допомогою методу хвильового обтікання. Основною метою курсової роботи є вивчення методу розсіювання хвиль в задачі про маскування об'єктів методом хвильового обтікання, розгляд основних характеристик і властивостей маскують покриттів, вивчення їх класифікації. А також, як доповнення, розгляд швидкого перетворення Фур'є і його застосування в задачі про розсіяння. Завдання курсової роботи полягає в оволодінні методом вирішення задачі про розсіянні та вивченні маскують оболонок.
Під маскуванням або утаєнням методом хвильового обтікання слід розуміти таке перетворення фронту хвилі маскує оболонкою, що він огинає приховуваний об'єкт. У реальних умовах неможливо добитися ідеальної маскування, але принципово можливо зведення втрат і розсіяння до нехтує малим для поставленого завдання значенням. А в задачі маскування таких порівняно невеликих об'єктів, як тіло людини, ракет, літаків, та іншої військової техніки, враховуючи малоймовірність відгуку радарів на велику для ідеальних моделей, але істотно меншу, ніж у об'єктів без маскувальних оболонок, розсіювання, при бажанні розподілене у всіх напрямках, робить їхні приховування дуже перспективною і затребуваною завданням. Враховуючи характер явища, його переважної областю застосування є військово-стратегічна.
1. Рішення задачі про розсіянні
1.1 Рішення задачі про розсіянні в загальному випадку
Загалом випадку задача про розсіянні ставиться таким чином. На деякий об'єкт довільної форми з діелектричної проникністю і обсягом V падає електромагнітна хвиля в напрямку поширення і з коливаннями електричного вектора в напрямку (рис. 1.1). Хвиля рухається в просторі з діелектричної проникністю. Після розсіювання і поглинання результуюча хвиля має напрям поширення і коливання електричного вектора в напрямку.
Для обчислення розсіяних електромагнітних полів і перетину розсіяння необхідно спочатку записати загальне рішення для поля всередині рассеивающего тіла, поля розсіяних хвиль і падаючого поля, а потім обчислити невідомі постійні коефіцієнти (спектральні амплітуди) за допомогою граничних умов.
1.2 Рішення задачі про розсіянні в загальному випадку
Рішення задачі про розсіянні в загальному випадку полягає в знаходженні перерізу розсіювання.
Запишемо електричне поле падаючої хвилі наступним чином:
, (1.2.1)
де = - вектор описують місце розташування щодо базису (- хвильове число. Розсіяне поле вдалині від розсіювача може бути описано сферичної хвилею:
, (1.2.2)
де r - відстань від розглянутої точки до точки розсіяння,
- амплітуда розсіяння, що залежить від напрямку розсіяною і падаючої хвиль.
Магнітне полі падаючої хвилі обчислюється з рівнянь Максвелла і має наступний вигляд:
, (1.2.3)
де О· = є хвильовий опір (Імпеданс). p> Вектор Умова-Пойтінга, який визначає потік потужності поля через одиницю поверхні, записується таким чином:
. (1.2.4)
Міркуємо так само і для розсіяної хвилі. Магнітне поле розсіяної хвилі за визначенням наступне
, (1.2.5)
а вектор Умова-Пойтінга розсіяної хвилі
, 1.2.6.
Підставляючи вираз (1.2.2) в (1.2.6), отримуємо
. (1.2.7)
У сферичної системі координат візьмемо диференціал тілесного кута в напрямку розсіяння (рис 1.2)
. (1.2.8)
На відстані r , від розсіює точки, площа поверхні обмеженою диференціалом тілесного кута записується наступним чином:
. (1.2.9)
Тоді диференціал розсіяною потужності через майданчик приймає наступний вигляд:
. (1.2.10)
В
Диференціал тілесного кута в сферичних координатах r, Оё s , П† s
Тепер, підставляючи (1.2.7) в (1.2.10) отримаємо такий вираз для потужності, розсіяною в елемент тілесного рогу:
. (1.2.11)
Розділивши ліву та праву частини виразу (1.2.11) на вектор Умова-Пойтінга для падаючої хвилі (1.2.4), отримаємо
. (1.2.12)
Розмірність останнього співвідношення є розмірністю площі. називається диференціальним перерізом розсіювання та позначається як.
А інтегрування 1.2.12, у свою чергу, дає ...
