Математическое моделирование невзаимных устройств СВЧ на основе магнитных нанокомпозитов
Автор: Голованов О.А., Макеева Г.С., Ширшиков Д.Н.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 2 т.17, 2014 года.
Бесплатный доступ
Разработаны математические модели электродинамического уровня строгости для решения 3D краевых задач дифракции для уравнений Максвелла с электродинамическими граничными условиями, используя введение эффективных электромагнитных параметров магнитного нанокомпозита. Комплексные компоненты тензора эффективной магнитной проницаемости нанокомпозита в зависимости от поля подмагничивания рассчитаны на основе электродинамической модели, используя декомпозиционный вычислительный алгоритм на основе автономных блоков с магнитными нановключениями и виртуальными каналами Флоке. Используя вычислительный алгоритм, разработанный проекционным методом, получены результаты электродинамического расчета S-параметров Y-циркулятора на основе магнитного нанокомпозита из опаловой матрицы.
Математическая модель, краевая задача, проекционный метод, устройства свч, магнитные нанокомпозиты, циркулятор
Короткий адрес: https://sciup.org/140255860
IDR: 140255860
Modeling of nonreciprocal microwave devices based on magnetic nanocomposites
The rigorous mathematical models of magnetic nanocomposite-based nonreciprocal microwave devices are developed to solve the 3D diffraction boundary problems for the Maxwell`s equations with electrodynamic boundary conditions гsing the effective electromagnetic parameters of magnetic nanocomposites. The complex components of the effective permeability tensor of magnetic opal nanocomposite depending on the DC magnetic field were calculated using the electrodynamic model by the decomposition on autonomous blocks with magnetic nanoinclusions and virtual Floquet channels. Sing the numerical algorithm based on the projection method the results of electrodynamic calculation of scattering parameters of magnetic opal nanocomposite-based Y-circulator depending on the frequency were obtained.
Список литературы Математическое моделирование невзаимных устройств СВЧ на основе магнитных нанокомпозитов
- Anomalous magnetic antiresonance and resonance in ferrite nanoparticles embedded in opal matrix / V.V. Ustinov [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2012. V. 324. P. 78-82.
- Нанокомпозиты на основе опаловых матриц с 3D-структурой, образованной магнитными наночастицами / А.Б. Ринкевич [и др.] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2008. № 4. С. 55-63.
- Микроволновые свойства 3D-нанокомпозитных металлодиэлектрических наноматериалов / А.Б. Ринкевич [и др.] // Наука и технологии в промышленности. 2011. № 3. С. 52-61.
- Частотная зависимость коэффициента поглощения миллиметровых волн в 3D-нанокомпозитах на основе опаловых матриц / А.Б. Ринкевич [и др.] / Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. № 8. С. 1-5.
- Nonreciprocal microwave devices based on magnetic nanowires / B.K. Kuanr [et al.] / Applied Physics Letters. 2009. V. 94. P. 202505.
- Spiegela J., Huynen I. Microwave properties of ferromagnetic nanowires and applications to tunable devices // Solid State Phenomena. 2009. V. 152-153. P. 389-393.
- An unbiased integrated microstrip circulator based on magnetic nanowired substrate / M. Darques [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005. V. 53. № 6. P. 2043.
- Design and simulation of self-biased circulators in the ultra high frequency band / J. Wang [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2012. V. 324. P. 991-994.
- Spiegel J., Eggermont S., Huynen I. Investigation on ferromagnetic nanowired substrates for leaky-wave antennas // Proceeding of 2nd International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics, Metamaterials'2008. Pamplona, Spain. 2008. P. 61-63.
- Голованов О.А., Макеева Г.С. Метод автономных блоков с магнитными нановключениями и каналами Флоке для математического моделирования магнитных наноструктур с учетом обмена и граничных условий // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. № 12. С. 1421-1428.
- Макеева Г.С., Голованов О.А. Математическое моделирование распространения электромагнитных волн в наноструктурированных гиромагнитных средах методом автономных блоков с магнитными нановключениями и каналами Флоке // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. № 12. С. 1455-1459.
- Никольский В.В. Проекционные методы в электродинамике. Сборник научно-методических статей по прикладной электродинамике. М.: Высшая школа, 1977. С. 4-23.
- Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. М. Наука, 1973. 608 с.
- Голованов О.А. Численный алгоритм решения задач дифракции для волноведущих устройств СВЧ с нелинейными средами // Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35. № 9. С. 1853-1863.
- Макеева Г.С., Голованов О.А., Ринкевич А.Б. Электродинамический расчет тензора эффективной магнитной проницаемости магнитных 3D- нанокомпозитов в микроволновом диапазоне // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 1. С. 16-26.
- Макеева Г.С., Голованов О.А., Ринкевич А.Б. Вероятностная модель и электродинамический анализ резонансного взаимодействия электромагнитных волн с 3D-магнитными нанокомпозитами // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 2. С. 152-158.
- Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит, 1994. 464 с.
