Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

Rys. E.32. Wycinek cylindrycznej peleryny. Druciki ułoŜone prostopadle w stosunku
do zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni peleryny. Przestrzenne rozmieszczenie
drutów nie moŜe wykazywać periodyczności, moŜe natomiast być losowe.
W przypadku dłuŜszej peleryny druciki wystarczy połamać na mniejsze paski,
o długościach w kierunku radialnym duŜo mniejszych od długość fali (na podstawie
[97]).
DuŜą zaletą wykorzystania metalowych drutów w konstrukcji kompozytowej
peleryny jest zachowywanie się przenikalności radialnej ε r (zdefiniowaną równaniem
(E.33)), która przyjmuje dodatnie wartości, mniejszej od jedności, o nieznacznej
wartości części urojonej. Dla struktury z rysunku E.32 współczynnik wypełnienia
(występujący we wzorze (E.33)) dla wyznaczania wartości ε r , jest dany wzorem
f(r) = f a * (a/r), gdzie f a oznacza współczynnik wypełnienia metalu wewnętrznej
powierzchni peleryny. Przenikalność azymutalna ε θ wnętrza peleryny jest w gruncie
rzeczy taka sama jak dielektryka, poniewaŜ odpowiedź drucików na przyłoŜone
‘kątowe’ pole elektryczne E θ , skierowane w kierunku normalnym do nich, jest
niewielka dla małych wartości współczynników wypełnienia metalu i moŜe być
pominięta.
Zredukowany zbiór parametrów peleryny z równania (E.42) wymaga gładkiej
zmiany wartości przenikalności radialnej od 0 do 1 przy zmianie promienia r od a do
b. Osiągnięcie optymalnej efektywnej przenikalności radialnej ε eff , r jednoznacznie
opisuje funkcja z równania (E.42)
(E.35)
W praktycznych konstrukacjach, wartość współczynnika ε eff , r moŜe nieco
odbiegać od optymalnej wartości we wnętrzu peleryny. NajwaŜniejszą jednak kwestią
są punkty zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni peleryny, gdzie równanie (E.34)
powinno być spełnione dokładnie. Gwarantuje to poŜądaną trajektorię fali
elektromagnetycznej, gdy r = b oraz minimalną stratę energii, gdy r = a.
W celu określenia wszystkich niezbędnych do konstrukcji peleryny wartości
(rysunek E.32), wprowadzono dwie funkcje wypełnienia f 0 ( λ, α ) oraz f 1 ( λ, α ),
zdefiniowane następująco:
ε eff , r (λ, f 0 ( λ, α )) = 0
ε eff , r (λ, f 1 ( λ, α )) = 0
( E.36).
82