Исследование электромагнитных характеристик планарных киральных метаструктур на основе составных спиральных компонентов с учетом гетерогенной модели Бруггемана

В статье построена математическая модель кирального метаматериала на основе составных тонкопроволочных спиральных элементов, учитывающая свойства киральности, гетерогенности и дисперсии. При построении модели киральный метаматериал рассматривался как гетерогенная система и описывался моделью Бруггемана. Были получены аналитические соотношения для вычисления резонансных частот составных спиральных элементов. Дисперсионные свойства метаматериала описывались с помощью известной модели Кондона. В качестве примера применения построенной математической модели было проведено решение задачи об отражении (прохождении) плоской электромагнитной волны линейной поляризации от планарного слоя исследуемой структуры на основе составных спиральных микроэлементов. Для определения коэффициентов отражения и прохождения основной и кросс-поляризованной компонент поля была получена система линейных алгебраических уравнений. В результате проведения численного моделирования были обнаружены частотно-селективные свойства метаструктуры, а также выявлены частоты, на которых электромагнитная волна «захватывается» планарным слоем метаструктуры. Подобный эффект может быть использован для создания частотно селективных концентраторов (хабов) СВЧ-энергии.