Электромагнитное поле прямоугольного резонатора с кусочно-однородными диэлектрическими включениями

Abstract

RU: В статье рассмотрено развитие метода интегральных уравнений макроскопической электродинамики, позволяющего строго решать электродинамические задачи для резонаторных структур с произвольным числом диэлектрических неоднородностей. Исследованы структуры поля в резонаторе и возможности получения его равномерного распределения при одномодовом и многомодовом режимах работы. Используя метод интегральных уравнений, вычислены комплексные частоты низших типов резонатора с пятью прямоугольными диэлектрическими вставками, представляющими собой кювету, заполненную веществом. Показано, что даже при больших диэлектрических проницаемостях вещества метод имеет быструю сходимость. Предложенное развитие метода позволяет оптимизировать параметры резонатора при решении конкретных практических вопросов. Расчет параметров таких устройств представляет собой сложную электродинамическую задачу, особенно, если учитывать комплексный характер диэлектрической проницаемости неоднородностей. UK: 24 У статті розглянуто розвиток методу інтегральних рівнянь макроскопічної електродинаміки, що дозволяє строго вирішувати електродинамічні задачі для резонаторних структур з довільним числом діелектричних неоднорідностей. Досліджено структури поля в резонаторі і можливості отримання його рівномірного розподілу при одномодовому і багатомодовому режимах роботи. Використовуючи метод інтегральних рівнянь, обчислені комплексні частоти нижчих типів резонатора з п’ятьма прямокутними діелектричними вставками, що представляють собою кювету, заповнену речовиною. Показано, що навіть при великих значеннях діелектричної проникності речовини метод має швидку збіжність. Запропонований розвиток методу дозволяє оптимізувати параметри резонатора при вирішенні конкретних практичних питань. Розрахунок параметрів таких пристроїв являє собою складну електродинамічну задачу, особливо, якщо враховувати комплексний характер діелектричної проникності неоднорідностей. EN: The paper considers the development of method of integral equations of macroscopic electrodynamics, allowing to strictly solve electrodynamic problems for the resonator structures with an arbitrary number of dielectric non-homogeneities. The structures in the resonator and the possibility of its uniform distribution in the single-mode and multi-mode operation have been studied. Using the method of integral equations, the complex frequencies of the lower cavity with five types of rectangular dielectric inserts, representing a cell filled with the substance, have been calculated. It was shown that even with a large dielectric permittivity of the material method has fast convergence. The proposed development of a method allows optimizing the parameters of the resonator in solving definite practical issues. Calculation of the parameters of such devices is a complicated electrodynamic problem, especially given the complexity of the dielectric permittivity of the non-homogeneities.