КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему:

"Рассеяние волн в задаче о маскировке объектов методом волнового обтекания"

Минск, 2010 г.

Введение

У людей с давних времён есть желание замаскироваться, а то и вовсе стать невидимым для окружающих. И с недавних пор это может стать возможным с помощью метода волнового обтекания. Основной целью курсовой работы является изучение метода рассеяния волн в задаче о маскировке объектов методом волнового обтекания, рассмотрение основных характеристик и свойств маскирующих покрытий, изучение их классификации. А также, как дополнение, рассмотрение быстрого преобразования Фурье и его применения в задаче о рассеянии. Задача курсовой работы заключается в овладении методом решения задачи о рассеянии и изучении маскирующих оболочек.

Под маскировкой или скрытием методом волнового обтекания следует понимать такое преобразование фронта волны маскирующей оболочкой, что он огибает скрываемый объект. В реальных условиях невозможно добиться идеальной маскировки, но принципиально возможно сведение потерь и рассеяния к пренебрежимо малым для поставленной задачи значением. А в задаче маскировки таких сравнительно небольших объектов, как тело человека, ракет, самолётов, и прочей военной техники, учитывая маловероятность отклика радаров на большое для идеальных моделей, но значительно меньшее, чем у объектов без маскирующих оболочек, рассеяние, при желании распределённое во всех направлениях, делает их скрытие очень перспективной и востребованной задачей. Учитывая характер явления, его преимущественной областью применения является военно-стратегическая.

1. Решение задачи о рассеянии

1.1 Решение задачи о рассеянии в общем случае

В общем случае задача о рассеянии ставится следующим образом. На некоторый объект произвольной формы с диэлектрической проницаемостью  и объемом V падает электромагнитная волна в направлении распространения  и с колебаниями электрического вектора в направлении  (рис. 1.1). Волна движется в пространстве с диэлектрической проницаемостью . После рассеивания и поглощения результирующая волна имеет направление распространения  и колебания электрического вектора в направлении .

Для вычисления рассеянных электромагнитных полей и сечения рассеяния необходимо сначала записать общее решение для поля внутри рассеивающего тела, поля рассеянных волн и падающего поля, а затем вычислить неизвестные постоянные коэффициенты (спектральные амплитуды) с помощью граничных условий.

1.2 Решение задачи о рассеянии в общем случае

Решение задачи о рассеянии в общем случае заключается в нахождении сечения рассеяния.

Запишем электрическое поле падающей волны следующим образом:

, (1.2.1)

где = – вектор описывающие местоположение относительно базиса (  – волновое число. Рассеянное поле вдали от рассеивателя может быть описано сферической волной:

, (1.2.2)

где r – расстояние от рассматриваемой точки до точки рассеяния,

 – амплитуда рассеяния, зависящая от направления рассеянной  и падающей  волн.

Магнитное поле падающей волны вычисляется из уравнений Максвелла и имеет следующий вид:

, (1.2.3)

где η= есть волновое сопротивление (импеданс).

Вектор Умова-Пойтинга, который определяет поток мощности поля через единицу поверхности, записывается следующим образом:

. ............