ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 11 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Проволочная структура с эффектом отрицательного преломления в СВЧ диапазоне

Д.А. Павлов1, Л.Н. Бутько1, А.А. Федий1, А.П. Анзулевич1, И.В. Бычков1, В.Д. Бучельников1, В.Г. Шавров2

1 Челябинский Государственный университет, Россия
2 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст УДК 537.87, 621.396.67 EDN VHEMCX

Аннотация

В работе рассмотрен электромагнитный кристалл, состоящий из прямолинейных длинных проволок (стержней), образующих двухмерную квадратную решетку внутри диэлектрической матрицы. Показано, что данный кристалл в небольшой полосе частот подобен квазиоднородной среде с одновременно отрицательными магнитной и электрической проницаемостями. Продемонстрирован эффект отрицательного преломления в СВЧ диапазоне. Частотные диапазоны, на которых электромагнитный кристалл проявляет эффекты положительного и отрицательного преломления, соответствуют зонной структуре, полученной численно и экспериментально.

  • permittivity
  • проволочные структуры
  • электромагнитные кристаллы
  • отрицательное преломление
  • метаматериалы
Abstract (in English)

In this paper we consider the electromagnetic crystal consisting of long, straight wires (rods) forming a two-dimensional square lattice in the dielectric matrix. It is shown that the crystal in a small band is like a quasi-homogeneous medium with simultaneously negative electrical and magnetic permeabilities. The effect of negative refraction at microwave frequencies is demonstrated. The frequency ranges in which the electromagnetic crystal exhibits the effects of positive and negative refraction, corresponds to band structure obtained numerically and experimentally.

Для цитирования

Павлов Д.А., Бутько Л.Н., Федий А.А., Анзулевич А.П., Бычков И.В., Бучельников В.Д., Шавров В.Г. Проволочная структура с эффектом отрицательного преломления в СВЧ диапазоне // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 11.

Литература

  1. Веселаго В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и μ. УФН т. 92 с. 517-526 (1967).
  2. J.B. Pendry et al. Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena. - IEEE Trans. Microw. Theory Tech., Vol. 47, No.11, 1999, pp. 2075-2084.
  3. P.A. Belov, S.A. Tretyakov, A.J., Viitanen. J. Dispersion and reflection properties of artificial media formed by regular lattices of ideally conducting wires, Waves and Appl. 2002. Vol.16. № 8, pp. 1153-1170.
  4. И.В. Бычков, И.С. Зотов, А.А. Федий. Исследование амплитудно-частотной характеристики коэффициента пропускания двумерного электромагнитного кристалла, образованного медными цилиндрами. Письма в ЖТФ, 2011, том 37, вып. 23.
  5. P.V. Parimi et al. Negative Refraction and Left-Handed Electromagnetism in Microwave Photonic Crystals, Physical Review Letters, Vol. 92, No. 12, 22 March 2004, p. 127401.
  6. Starr A.F., Rye P.M., Mock J.J., Smith D.R. Angle resolved microwave spectrometer for metamaterials studies, Review of Scientific Instruments. Vol. 75, №4. P.820-825
  7. И. В. Бычков, Д. В. Дубровских, И. С. Зотов, Д. А. Павлов, А. А. Федий, В. Г. Шавров. Угловой спектрометр для исследования метаматериалов. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2011. N5. URL: http://jre.cplire.ru/alt/may11/6/text.pdf