Математическое моделирование распространения плоской электромагнитной волны в полосковом волноводе с неоднородной проводимостью границ

В статье проводится математическое моделирование электромагнитной динамики атмосферика. Атмосферик – широкополосный сигнал с максимумом интенсивности в диапазоне частот 8-10 кГц, который распространяется в виде плоской электромагнитной волны в сложной структуре проводящего пространства волновода, образованного поверхностью Земли и ионосферой. Математическая модель процесса описывается краевой задачей для системы уравнений Максвелла. Краевые условия задачи определяют структуру волновода (Perfectly matched layer), параметры проводящего объёма, взаимодействие с неоднородностями в волноводе, временно возникающими (локальное изменение проводимости) или существующими постоянно (прибрежная линия океанов). Математическая модель решается численным методом Finite-Difference Time-domain. Для решения поставленной задачи разработан программный комплекс в среде MATLAB. В результате компьютерных симуляций показано что, наличие искажений основной электромагнитной волны вызвано взаимной интерференцией основной волны и отражённой волны от неоднородности. В результате, наблюдая за параметрами атмосферика возможно установить наличие неоднородности на трассе его распространения. Моделирование процесса взаимодействие электромагнитного излучения с неоднородностью в волноводе может установить связь между параметрами излучения и его неоднородностями.