Взаємодія електромагнітної хвилі з поверхнею реальної вибухонебезпечної речовини

Abstract

Розвинуті теоретичні основи ефективного виявлення та знешкодження вибухонебезпечних речовин за допомогою електромагнітного випромінювання. Проблема виявлення вибухонебезпечних речовин є надзвичайно актуальною. Розвиток нових методів, заснованих на фізичних принципах взаємодії електромагнітного випромінювання з вибухонебезпечною речовиною, є перспективним напрямком досліджень. Побудована електродинамічна модель взаємодії електромагнітної хвилі з поверхнею реальної вибухонебезпечної речовини, яка враховує кут падіння хвилі та її поляризацію. При побудові моделі були розв’язані рівняння Максвелла з граничними умовами на межі розділу повітря – вибухонебезпечна речовина. В якості об’єктів дослідження розглядалися вибухонебезпечні речовини з різними електромагнітними властивостями. Для розв’язання задачі було використано чисельне моделювання. Розраховано енергетичні коефіцієнти відбиття, переломлення та поглинання електромагнітного випромінювання вибухонебезпечною речовиною. Встановлено, що наслідки взаємодії електромагнітної хвилі з вибухонебезпечною речовиною залежать від кута її падіння. Оптимальний кут падіння для більшості досліджених вибухонебезпечних речовин знаходиться в діапазоні від 60 до 75 градусів. Для вибухонебезпечної речовини з малими діелектричними втратами вплив тангенса кута діелектричних втрат на уявну частину кута переломлення є незначним. Це свідчить про те, що для таких матеріалів основним результатом взаємодії є відбиття електромагнітної хвилі. Було показано, що енергетичний коефіцієнт переломлення має локальний екстремум (максимум) в діапазоні кутів падіння від 65 до 85 градусів. Енергетичний коефіцієнт відбиття для плоскої електромагнітної хвилі з вертикальною поляризацією збільшується зі збільшенням дійсної частини відносної діелектричної проникності за законом, близьким до логарифмічного для кутів падіння менших за 60 градусів.