Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2015, № 11 · ELECTRODYNAMICS

Проволочная структура с эффектом отрицательного преломления в СВЧ диапазоне

D.A. Pavlov1, L.N. Butko1, A.A. Fedii1, A.P. Anzulevich1, I.V. Bychkov1, V.D. Buchelnikov1, V.G. Shavrov2

1 Челябинский Государственный университет, Russia
2 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
Full text UDC 537.87, 621.396.67 EDN VHEMCX

Abstract

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.

  • wire structure
  • electromagnetic crystal
  • negative refraction
  • metamaterials
Аннотация (на русском)

Проволочная структура с эффектом отрицательного преломления в СВЧ диапазоне

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.

For citation

Pavlov D.A., Butko L.N., Fedii A.A., Anzulevich A.P., Bychkov I.V., Buchelnikov V.D., Shavrov V.G. Проволочная структура с эффектом отрицательного преломления в СВЧ диапазоне // Journal of Radio Electronics. – 2015. – No. 11.

References

  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