Transient fields of a vertical electric dipole on an M-layered dielectric medium

A simple and explicit derivation for the vertical electric dipole excited by a short-pulse current and located above a layered dielectric medium is derived in an analytical form using the Cagniard–de Hoop method. The fields are expressed as the convolution of the exciting current with the layered medium response. This response is obtained directly from the integral representation for the magnetic fields in the frequency domain and is expressed as a finite integral. A modified Cagniard method is then used to derive closed-form expressions for the vertical dipole anywhere above a multilayered medium. The method is used to perform numerical calculations of the magnetic fields for applications to geo-radar operating on layered media. PACS Nos.: 41.20.Jb, 42.25.Bs, 42.25.Gy Résumé : La méthode de Cagniard–de Hoop nous permet d’obtenir simplement une expression analytique pour le dipôle électrique vertical excité par une courte impulsion de courant et localisé au dessus d’un milieu diélectrique en couches. Les champs sont exprimés comme des intégrales de convolution impliquant le courant d’excitation et la réponse du milieu. Cette réponse est obtenue directement de la représentation intégrale pour le champ magnétique dans le domaine des fréquences et est exprimée ici sous forme d’intégrale finie. Une forme modifiée de la méthode de Cagniard sert alors pour obtenir une expression analytique pour le champ dipolaire partout au dessus du milieu diélectrique. [Traduit par la Rédaction]