Разложение электромагнитного поля резонатора по пространственно локализованным базисным функциям

Содержание

Слайд 2

Электромагнитные взаимодействия описаны в тер-минах трехмерного (скалярно-векторного) потенци-ального формализма, Для краткости все

Электромагнитные взаимодействия описаны в тер-минах трехмерного (скалярно-векторного) потенци-ального формализма, Для краткости все
уравнения приведены для векторного потенциала

Переход к полевому формализму:

Уравнение Д’Аламбера:

Уравнение непрерывности тока:

Слайд 3

В работе исследуется прямоугольный резонатор с однородными граничными условиями (ГУ) первого, второго

В работе исследуется прямоугольный резонатор с однородными граничными условиями (ГУ) первого, второго
рода или периодичности на всех границах для всех составляющих потенциала

Решение уравнения Д’Аламбера осуществляется путем разложения потенциала в ряд по базисным функциям резонатора, зависящим от пространственных координат

Основным приближением модели является финитность спектра потенциала в области волновых чисел, обеспечивающая конечность указанного ряда

Слайд 4

Наиболее известными базисными функциями являются собственные функции резонатора, определяемые как решения задачи

Наиболее известными базисными функциями являются собственные функции резонатора, определяемые как решения задачи
о собственных значениях для оператора Лапласа –2 :

Ряд по собственным функциям называется рядом Фурье. Поскольку уравнение Д’Аламбера допускает разделение переменных, без ограничения общности далее можно рассматривать двух- или одномерную колебательную систему

Условие ортогональности собственных функций:

Слайд 5

Примеры собственных функций двумерного прямоугольного резонатора:

Примеры собственных функций двумерного прямоугольного резонатора:

Слайд 6

Достоинство собственных функций – ортогональ-ность, позволяющая решать задачу о собственных значениях независимо

Достоинство собственных функций – ортогональ-ность, позволяющая решать задачу о собственных значениях независимо
для каждой из функций. Недостаток – распределенность в пространстве, приводящая к медленной сходимости ряда Фурье для потенциала коротких (сверхширокополосных) электромагнитных импульсов

Эквивалент уравнения Д’Аламбера при разложении потенциала по собственным функциям:

Слайд 7

Парциальные функции определяются как локализо-ванные в пространстве линейные комбинации собственных функций колебательной

Парциальные функции определяются как локализо-ванные в пространстве линейные комбинации собственных функций колебательной
системы. Первые 5 собственных функций одномерной колеба-тельной системы с однородными ГУ первого рода:

Слайд 8

5 линейных комбинаций собственных функций:

Взаимные преобразования собственных и парциальных функций:

5 линейных комбинаций собственных функций: Взаимные преобразования собственных и парциальных функций:

Слайд 9

Примеры парциальных функций двумерного прямоугольного резонатора:

Примеры парциальных функций двумерного прямоугольного резонатора:

Слайд 10

Задача о m-м собственном значении матрицы N×N взаимных волновых чисел парциальных осцилляторов

Задача о m-м собственном значении матрицы N×N взаимных волновых чисел парциальных осцилляторов
(m = 0 … N – 1) :

Парциальные функции можно определить также как локализованные в пространстве решения задачи о взаимных значениях для оператора Лапласа –2 :

Fem – m-й собственный вектор матрицы взаимных волновых чисел, он же m-я строка матрицы [ F ]

Слайд 11

Расчет матрицы взаимных значений:

Расчет матрицы взаимных значений:

Слайд 12

Ограниченная в пространстве парциальная функция одномерной колебательной системы и ее спектр в

Ограниченная в пространстве парциальная функция одномерной колебательной системы и ее спектр в
базисе собственных функций этой системы:

Слайд 13

Собственные значения одномерной колебательной системы с периодическими ГУ:

Собственные значения одномерной колебательной системы с периодическими ГУ:
Имя файла: Разложение-электромагнитного-поля-резонатора-по-пространственно-локализованным-базисным-функциям.pptx
Количество просмотров: 82
Количество скачиваний: 0