Потапов А.А.   Лактюнькин А.В.  

Фрактальные модели в теории дифракции СВЧ волн

Докладчик: Потапов А.А.

Ранее задачи дифракции волн на статистически неровной поверхности были преимущественно ориентированы на неровности одного масштаба. Затем было осознано, что многомасштабные поверхности дают более адекватные результаты. Сейчас, опираясь на результаты наших работ в ИРЭ В.А.Котельникова РАН, можно уверенно утверждать, что физическое содержание теории дифракции, включающей многомасштабные поверхности, становится более полным при фрактальном подходе и выделении фрактальной размерности или фрактальной сигнатуры   как параметра.
  Сделаны следующие основные выводы. При малых значениях D основная доля энергии рассеивается в зеркальном направлении. Боковые лепестки образуются из-за брэгговского рассеяния. С увеличением фрактальной размерности D поверхности рассеяния возрастает число боковых лепестков и их интенсивность. Угловой диапазон боковых лепестков также расширяется с увеличением D, когда высокие пространственные частоты начинают играть существенную роль.
Радиоволна, облучающая фрактал, действует как измерительная линейка, выделяя пространственные частоты посредством дифракционных условий Брэгга. В случае малых D, классические и фрактальные методы расчета полей рассеяния, совпадают. Таким образом, фрактальная размерность D шероховатой поверхности может быть оценена из рассчитанных или измеренных характеристик поля рассеяния.
Таким образом, результативность радиофизических исследований может быть значительно повышена благодаря учету фрактальности волновых явлений, развивающихся на всех этапах излучения, рассеяния и распространения волн в различных средах. Результаты работы могут найти широкое применение при моделировании фрактальных антенн, фрактальных частотно-избирательных структур, в физике твердого тела, в наноструктурах и в синтезе метаматериалов.