Визуализация вектора Пойнтинга

using Plots

#  1. Общие параметры и константы 
E0 = 500.0                # Амплитуда электрического поля на входе, В/м
f = 2.45e9                # Частота, Гц
omega = 2 * pi * f        # Круговая частота, рад/с
eps0 = 8.854e-12          # Электрическая постоянная, Ф/м
mu0 = 4 * pi * 1e-7       # Магнитная постоянная, Гн/м

# 2. Расчет параметров по участкам 

# Участок 1: Вакуум / среда без потерь 
Zc1 = 377.0               # Характеристическое сопротивление, Ом
# Поскольку затухания нет (alpha = 0), значение постоянно:
Pi_03 = 0.5 * (E0^2 / Zc1)

# Участок 2: Среда с потерями 
sigma2 = 0.2              # Проводимость, См/м
eps_r2 = 5.0              # Относительная диэлектрическая проницаемость
eps_a2 = eps_r2 * eps0    # Абсолютная диэлектрическая проницаемость

tg_delta = sigma2 / (omega * eps_a2)

# Вычисление коэффициента затухания и волнового сопротивления
alpha2 = omega * sqrt((eps_a2 * mu0 / 2) * (sqrt(1 + tg_delta^2) - 1))
Zc2 = sqrt(mu0 / eps_a2) * (1 + tg_delta^2)^(-0.25)

# Дополнительные параметры 
cos_delta = 1 / sqrt(1 + tg_delta^2)
cos_delta_half = sqrt((1 + cos_delta) / 2)

# Значение П(z) на границе со стеной (z = 0.5):
Pi_05 = Pi_03 * exp(-2 * alpha2 * (0.5 - 0.3))

# Участок 3: Стена (z >= 0.5)
alpha_wall = 20.0         # Коэффициент затухания в стене, Нп/м


println("Значение Π на границе среды с потерями Π(0.3) = ", round(Pi_03, digits=3), " Вт/м²")
println("Значение Π на границе стены Π(0.5) = ", round(Pi_05, digits=3), " Вт/м²")

# 3. Функция распределения вектора Пойнтинга 
function calc_Poynting(z)
    if z < 0.3
        return Pi_03
    elseif z < 0.5
        return Pi_03 * exp(-2 * alpha2 * (z - 0.3))
    else
        return Pi_05 * exp(-2 * alpha_wall * (z - 0.5))
    end
end


z_vals = 0:0.001:1.0
Pi_vals = calc_Poynting.(z_vals)


p = plot(z_vals, Pi_vals, 
    xlabel = "z, м", 
    ylabel = "Плотность потока мощности, Вт/м²",
    label = "Π(z)",
    linewidth = 2,
    color = :blue,
    grid = true,
    legend = :topright,
    title = "Визуализация вектора Пойнтинга Π(z)"
)

vline!(p, [0.3], label="Начало среды с потерями", linestyle=:dash, color=:orange, linewidth=2)
vline!(p, [0.5], label="Начало стены", linestyle=:dash, color=:red, linewidth=2)


annotate!(p, 0.15, 300, text("Вакуум", :black, 10))
annotate!(p, 0.40, 300, text("Среда с потерями", :black, 10))
annotate!(p, 0.75, 300, text("Стена", :black, 10))

# Отображение графика
display(p)