"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" N 3, 2013

оглавление              текст:   html,   pdf   

УДК 621.396.67 

ДВУМЕРНЫЕ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНЫ С ИЗОТРОПНЫМИ ЛЕНТОЧНЫМИ ЧАСТОПЕРИОДИЧЕСКИМИ РЕШЕТКАМИ

С. Е. Банков, Е. В. Фролова

ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН

Получена 26 марта 2013 г.

 

Аннотация. Рассматриваются вопросы математического моделирования, оценки по совокупности показателей качества и оптимизации двумерных искусственных сред – метаматериалов в виде диэлектрической пластины с нанесенными на ее поверхности частопериодическими изотропными решетками. Вводятся приближенные эквивалентные граничные условия импедансного типа, описывающие изотропную частопериодическую решетку, расположенную на границе раздела двух сред. Предложена методика учета тепловых потерь в решетках емкостного и индуктивного типа. Получены дисперсионные уравнения для определения постоянных распространения собственных волн пластины с решетками. Вводятся показатели качества искусственных сред, позволяющие оценивать эффективность их применения в устройствах интегральной СВЧ оптики. Проводится цикл численных исследований, направленных на оптимизацию метаматериалов по совокупности показателей качества.

Ключевые слова: метаматериал, частопериодическая решетка, собственная волна, СВЧ оптика.

Abstract. Problems of mathematical modeling and multi-criteria optimization of two-dimensional artificial medias on the base of dielectric slab with isotropic metal strip grids on its surfaces are considered. Approximate equivalent impedance boundary conditions are introduced for description of the grid located between two medias. A model that takes into account dissipative loss in the grid is proposed. Dispersion equations relatively propagation constants of eigen modes of dielectric slab with grids are obtained. Quality factors of artificial medias are introduced. These factors allow one to evaluate efficiency of artificial medias application in devices of microwave integral optics. Results of numerical experiments oriented to optimization of artificial medias are presented.

Keywords: metamaterial, frequently periodical array, eigen mode, microwave optics.