Модель взаимодействия электромагнитного излучения с шероховатыми поверхностями, основанная на фрактальной геометрии, для микроэлектроники и радиофотоники

Богуш В. А.; Бойправ О. В.; Гринчик Н. Н.

Модель взаимодействия электромагнитного излучения с шероховатыми поверхностями, основанная на фрактальной геометрии, для микроэлектроники и радиофотоники

Богуш В. А., Бойправ О. В., Гринчик Н. Н.

2025

https://doi.org/10.29235/1561-2430-2025-61-2-149-158

Представлены результаты обоснования и апробации модели взаимодействия электромагнитного излучения с шероховатыми поверхностями. Данная модель отличается от аналогов следующим: 1) профили шероховатости поверхности описываются с помощью фрактальной геометрии; 2) учитывается, что распределение электрического поля по поверхностям характеризуется наличием сильных разрывов. Второе из указанных отличий привело к применению в рамках разработанной модели уравнений Максвелла, сведенных к волновым уравнениям. Полученная модель рекомендуется к использованию при проектировании тонкопленочных электромагнитных экранов для защиты изделий микроэлектроники от воздействия внешних и внутренних помех, при проектировании таких изделий и изделий радиофотоники, а также при теоретической оценке оптических и температурных свойств материалов.

Богуш В. А., Бойправ О. В., Гринчик Н. Н. Модель взаимодействия электромагнитного излучения с шероховатыми поверхностями, основанная на фрактальной геометрии, для микроэлектроники и радиофотоники. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук. 2025;61(2):149-158. https://doi.org/10.29235/1561-2430-2025-61-2-149-158

Цитирование

Список литературы

1. Zhang Z., Zhou Y., Zhang Y., Qian B. Strong Electromagnetic Interference and Protection in UAVs. Electronics, 2024, vol. 13, no. 3, p. 393. https://doi.org/10.3390/electronics13020393

2. Jie H., Zhao Z., Zeng Y., Chang Y., Fan F., Wang C., See K. Y. A Review of Intentional Electromagnetic Interference in Power Electronics: Conducted and Radiated Susceptibility. IET Power Electronics, 2024, vol. 17, iss. 12, pp. 1487–1506. https://doi.org/10.1049/pel2.12685

3. Cao Y. S., Wang Y., Wu S. Yang Z., Fan J. PCB Edge Shielding Effectiveness Evaluation and Design Guidelines. 2018 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal Integrity and Power Integrity, Long Beach, CA, USA, 30 July – 03 August 2018. https://doi.org/10.1109/EMCSI.2018.8495380

4. Park J. S., Park J. Y., Lee K., Cho Y. S., Shin H., Jung Y., Park C. R. [et al.]. Large-Scalable, Ultrastable Thin Films for Electromagnetic Interference Shielding. Journal of Materials Chemistry A, 2023, iss. 34, pp. 18188–18194. https://doi.org/10.1039/D3TA02862C

5. Rakov A. V., De S., Koledintseva M. Yu., Hinaga S., Drewniak J. L., Stanley R. J. Quantification of Conductor Surface Roughness Profiles in Printed Circuit Boards. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2015, vol. 57, iss. 2, pp. 264–273. https://doi.org/10.1109/TEMC.2014.2375274

6. Potapov A. Multiple Scattering of Waves in Fractal Discrete Randomly-Inhomogeneous Media from the Point of View of Radiolocation of the Self-Similar Multiple Targets. Radioelectronics. Nanosystems. Information Technologies, 2018, vol. 10, no. 1, pp. 3–22. https://doi.org/10.17725/rensit.2018.10.003

7. Grinchik N. N. Electrodynamics of Inhoogeneous (Laminated, Angular) Structures. Journal of Electromagnetic Analysis and Applications, 2014, vol. 6, pp. 57–105. https://doi.org/10.4236/jemaa.2014.65009

8. Boiprav O., Hasanov M., Bogush V., Lynkou L. Flexible Double-Layered Microwave Absorbers Based on Foiled Materials with Mechanically Treated Surface. New Materials, Compounds and Applications, 2023, vol. 7, no. 2, pp. 100–110.

9. Monzon I. I., Yonte T., Sanchez-Soto L. L. Characterizing the Reflectance of Periodic Lasered Media. Optics Communications, 2003, vol. 218, iss. 1–3, pp. 43–47. https://doi.org/10.1016/S0030-4018(03)01192-1

10. Sedrakin. D. H., Gevorgyan A. H., Khachatrian A. Zh. Transmission of Plane Electromagnetic Wave Obliquely Incident on a One-Dimensional Isotropic Dielectric Medium with an Arbitrary Reflective Index. Optics Communications, 2001, vol. 195, iss. 1–4, pp. 35–36. https://doi.org/10.1016/S0030-4018(01)01153-1.

11. Simonsen I., Vanderbrouoq D., Roux S. Electromagnetic Wave Scattering from Conducting Self-Affine Surfaces: an Analytic and Numerical Study. Journal of the Optical Society of America A, 2001, vol. 18, iss. 5, pp. 1101–1111. https://opg.optica.org/josaa/abstract.cfm?URI=josaa-18-5-1101.

12. Demkin N. B. Contacting a Rough Surface. Moscow, Nauka Publ., 1970. 226 p. (in Russian).

13. Sviridenok A. I., Chizhik S. A., Petrokovets M. I. Mechanics of Discrete Friction Contact. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1990. 272 p. (in Russian).

14. Ogar P. M., Gorokhov D. B. Contact Interaction of Rough Surfaces: Fractal Approach. Sistemy. Metody. Tekhnologii = Systems. Methods. Technologies, 2010, no. 6, pp. 30–38 (in Russian).

15. Eremin Y., Wriedt T. Large Dielectric Non-Spherical Particle in an Evanescent Wave Field Near a Plane Surface. Optics Communications, 2002, vol. 214, iss. 1–6, pp. 39–45. https://doi.org/10.1016/S0030-4018(02)02174-0

16. Grinchik N. N., Grinchik Yu. N. Fundamental Problems of the Electrodynamics of Heterogeneons Media. Advanced Magnetic Materials, 2012, vol. 2012, art. ID 185647. https://doi.org/10.1155/2012/185647

17. Grinchik N. N., Zayats G. M., Boiprav O. V., Dobrego K. V., Prykhodzka V. A. Regularities of Nanofocusing of the Electromagnetic Field of a Fractal Rough Surface. Journal of Electromagnetic Analysis and Applications, 2019, vol. 11, iss. 8, pp. 117–133. https://doi.org/10.4236/jemaa.2019.118008

18. Dobrego K. V., Chumachenko M. A., Boiprav O. V., Grinchik N. N., Pukhir H. A. Measurement of Electrical Resistance of Liquid Electrolytes and Materials Containing Them. Journal of Electromagnetic Analysis and Applications, 2020, vol. 12, iss. 2, pp. 7–14. https://doi.org/10.4236/jemaa.2020.122002

19. Aliseyko M. A., Boiprav O. V., Grinchik N. N., Tarasevich A. V. Modeling the Interaction of Solit-Like Pulse Signals with Electromagnetic Shields in the Form of Heterogeneous Media. Edelweiss Chemical Science Journal, 2020, vol. 3, iss. 1, pp. 1–5. https://doi.org/10.33805/2641-7383.115

20. Belov A. A., Dombrovskaya Zh. O. Bicompact Finite-Difference Scheme for Maxwell’s Equations in Layered Media. Doklady Mathematics, 2020, vol. 101, no. 3, pp. 185–188. https://doi.org/10.1134/S1064562420020039

21. Belov A. A., Dombrovskaya Zh. O. Highly Accurate Methods for Solving One-Dimensional Maxwell Equations in Stratified Media. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2022, vol. 62, pp. 84–97. https://doi.org/10.1134/s0965542522010043

22. Grinberg G. A. Selected Questions of the Mathematical Theory of Electrical and Magnetic Phenomena. Moscow, Leningrad, Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1948. 727 p. (in Russian).

23. Tamm I. E. Fundamentals of The Theory of Electricity. Moscow, Mir Publ., 1979. 674 p. (in Russian).

24. Dykhne A. M., Kaganova I. M. The Leontovich boundary conditions and calculation of effective impedance of inhomogeneous metal. Optics Communications, 2002, vol. 206, iss. 1–3, pp. 39–56. https://doi.org/10.1016/s0030-4018(02)01396-2

Источник

Информация

Автор

Богуш В. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Бойправ О. В. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Гринчик Н. Н. Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси

Страницы

149-158

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук