Следующее является сокращенным описанием деривации уравнений, решенных для проводным решателем. Для более подробной информации см. [1].
Для PEC (Совершенный электрически проведение) провода, граничные условия требуют, чтобы тангенциальный компонент общего электрического поля на проводной поверхности был нулем:
Можно также выразить уравнение в терминах поверхностной плотности тока, , на проводе PEC и его пространственной производной. Это сделано путем интеграции эффекта поверхностной плотности тока с помощью функции Грина, . Функция Грина абстрактно представляет эффект бесконечно малого источника поверхностной плотности тока, расположенного в на электрических и магнитных полях в наблюдательном посте . Функция Грина для распространения свободного пространства:
где номер волны, и ω является угловой частотой. В общем случае следующие шаги необходимы, чтобы решить электромагнитное (EM) проблема и получить поля EM в носителе. Чтобы представлять проблему EM точно, и продольные и поперечные составляющие интегрированного тока учтены на проводной поверхности и требуют того Eq. (1) держит над целой проводной поверхностью. Дискретизируйте Eq. (1) по конечному множеству точек или основных функций, чтобы получить набор уравнений. Дискретизируйте поверхностную плотность тока в конечное множество основных функций, чтобы получить набор неизвестных. Решите систему уравнений неизвестных, чтобы дать к дискретному приближению поверхностной текущей плотности на проводе. Эти плотности тока включают вычисление электромагнитных полей в любой желаемой точке. Для тонких проводов перечисленные выше шаги являются исчерпывающими и, упрощают функцию Грина до:
также называемый тонко-проводным приближением ядра, где аппроксимированное среднее значение расстояния , r является расстоянием между бесконечно малым поверхностным источником плотности тока и проводной осью, и a является проводным радиусом. Кроме того, плотность тока на проводе заменяется проводным током |. Используя вышеупомянутое приближение, запишите Eq. (1) как:
где s является продольным местоположением вдоль провода и единичный вектор, представляющий проводную ориентацию в том местоположении. Дискретизируйте провод в конечное число сегментов s(m) где m = 1....N
, и затем далее дискретизируйте Eq. (4) в конечное множество уравнений, наложенных в точках, совпадающих с p = 1....N
получить:
где Im(sm) является распределением тока вдоль сегмента m, аппроксимированного полиномом формы:
с hm, являющимся длиной сегмента и nm выбранная степень полинома (который отличается от сегмента до сегмента). Замена Eq. (6) в (5), система уравнений может быть написана в матричном формате как:
где [Zp,mi] является матрицей импеданса, [Imi] вектор неизвестных коэффициентов, представляющих ток на проводе, и [Vexp,p] вектор возбуждения. Больше подробной информации о вычислении элементов [Zp,mi] предоставлено в [1].
[1] Попович, B.C, М.Б. Драгович и А.Р. Дьердьевич. Анализ и синтез нажатия изысканий проволочных антенн, 1982