где
обобщенный комплексный показатель преломления.
Используя теорему сложения Графа для цилиндрических функций (см. задачу 4.8) при
разложим ядро
интегрального уравнения в ряд по цилиндрическим функциям
После подстановки правых частей выражений (6.4.6) и (6.4.7) в уравнение (6.4.2) мы имеем
где ряд
представляет падающую плоскую волну [см. выражение (4.11.12)], а
Учитывая соотношение
нетрудно получить, что
где
масштабный параметр,
В соответствии с (6.4.8) поле снаружи диэлектрика представляет собой суперпозицию цилиндрических волн с весовыми коэффициентами
которые в данном случае можно рассматривать как коэффициенты отражения от цилиндра
парциальной волны. Коэффициенты
нетрудно вычислить в предположении о непрерывности функции при переходе через границу цилиндра. При этом мы имеем
Таким образом, выражая коэффициенты
в виде функции от
и учитывая соотношение
получаем следующее выражение:
где
логарифмическая производная, а
В частности, для вещественных
абсолютное значение функции
равно единице. Заметим далее, что выражение (6.4.14) определяет
как функцию в общем случае комплексного параметра
В результате такого искусственного расширения появляется возможность использовать преобразование Ватсона, если рассеянное поле при этом представить в виде парциальных волн (см. работу Ньютона [17], указанную в литературе к гл. 4).
Приведенное выше рассмотрение можно обобщить на случай
-волны. При этом получаем следующее выражение:
где
Предельный случай, соответствующий металлическому цилиндру, можно получить, положив
При этом выражения для
принимают более простой вид:
где функция
заменена ее асимптотическим выражением.
Из приведенных выражений следует, что коэффициент отражения для
цилиндрической волны сильно зависит от поляризации. Действительно, когда значение функции
достигает максимума,
становится очень большим, а
незначительным, и наоборот, при минимальном
достигает максимального значения
Это свойство можно использовать для создания поляризатора. Например, поляризующими свойствами будет обладать система, состоящая из большого числа равноотстоящих параллельных проволочек. Периодическая
структура в данном случае как бы усиливает поляризационные свойства каждой проволочки. Такие поляризаторы успешно применяются в дальнем ИК-диапазоне.