МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КИРАЛЬНОГО МЕТАМАТЕРИАЛА С УЧЕТОМ И БЕЗ УЧЕТА ИНДУКТИВНОЙ И ЕМКОСТНОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ

В статье рассматривается обобщенный подход к исследованию метаматериалов, обладающих киральностью и моделируемых на основе равномерной пространственной совокупности хаотически ориентированных проводящих микроэлементов зеркально асимметричной формы. Показано, что в наиболее общем случае при построении математической модели на основе материальных уравнений для киральной среды в формализме также необходимо учитывать дисперсию эффективной диэлектрической проницаемости и параметра киральности, а также гетерогенность метаструктуры в целом. При описании дисперсионных процессов для нахождения резонансной частоты микроэлемента был использован квазистатический подход на основе эквивалентной низкочастотной схемы. Также в работе рассмотрены подходы к построению математической модели кирального метаматериала: с учетом и без учета емкостной и индуктивной связи между элементами-соседями. В качестве примера в работе построена частная математическая модель для конкретного метаматериала, а также проведено численное моделирование отражения плоской линейно поляризованной волны от планарного слоя кирального метаматериала, расположенного между двумя произвольными средами. При этом киральный метаматериал описывался математической моделью, построенной ранее в работе. Показано, что киральный метаматериал может преобразовывать направление вектора Умова-Пойнтинга падающей электромагнитной волны на определенных сверхвысоких частотах.