An algorithm to identify the structure of electromagnetic fields

При исследовании механизмов генерации электромагнитного излучения, наблюдаемого в лабораторных экспериментах по взаимодействию релятивистских электронных пучков с плазмой, возникает проблема определения структуры, спектральных характеристик и мощности излучаемых электромагнитных волн. Так, при численном решении уравнений Максвелла возникает потребность в разработке точных, эффективных и надежныхметодов реализации открытых граничных условий, позволяющих электромагнитным волнам выходить из расчетной области без отражения. Распространение волн в вакууме описывается линейными уравнениям Максвелла, и, следовательно, можно легко найти частоты и амплитуды проходящих и отраженных волн с помощью анализа Фурье и определить их структуру. Для изучения этого вопроса достаточно рассмотреть задачу в двумерном случае. Целью настоящей работы является разработка методики определения направлений и амплитуд всех электромагнитных волн в вакууме, которые находятся в вычислительной области в определенный момент времени. In the study of generation mechanisms of electromagnetic radiation observed in laboratory experiments on the interaction of relativistic electron beams with plasma, the problem of determining the structure, spectral characteristics, and power of the emitted electromagnetic waves arises. So, in the numerical solution of Maxwell's equations, there is a need to develop accurate, efficient, and reliable methods for implementing open boundary conditions that allow electromagnetic waves to exit the computational domain without reflection. The linear Maxwell's equations describe the propagation of electromagnetic waves in vacuum and, therefore, it ispossible to easily find the frequencies and amplitudes of passing and reflected waves using the Fourier analysis and to determine their structure. In order to study this question, it is sufficient to consider the problem in the two-dimensional case. The aim of this paper is to develop a method of determining the directions and amplitudes of all electromagnetic waves in a vacuum that are in the computational domain at a certain instant of time.