Матричные методы расчета характеристик многослойных планарных метаматериалов при наличии киральности и пространственной дисперсии
Автор: Клюев Дмитрий Сергеевич, Осипов Олег Владимирович, Почепцов Андрей Олегович, Резепова Елена Сергеевна
Журнал: Инфокоммуникационные технологии @ikt-psuti
Рубрика: Теоретические основы технологий передачи и обработки информации и сигналов
Статья в выпуске: 3 т.15, 2017 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается использование матричных методов для расчета характеристик отражающих метаматериалов, состоящих из нескольких планарных слоев на основе сред с пространственной дисперсией и киральностью на СВЧ. Получен явный вид матрицы поверхностного импеданса и матрицы передачи обобщенного слоя метаматериала. В качестве примера рассмотрены задачи отражения плоской электромагнитной волны линейной поляризации от двухслойного кирально-диэлектрического метаматериала на основе тонкопроволочных спиралей, расположенного в воздухе и дважды-кирального метаматериала на идеально проводящей подложке. Рассчитаны частотные зависимости модулей коэффициентов отражения и прохождения основной и кросс-поляризованной компонент поля при различных спиральных включениях и геометрических размерах контейнера кирального метаматериала. Показано, что на некоторых частотах метаструктура позволяет выполнять преобразование нормально падающего излучения в рассеяние в плоскости структуры. Теоретически обоснована возможность использования дважды-киральной метаструктуры в качестве защитного покрытия металлического объекта.
Киральная среда, метаматериал, матричный метод, защитный экран свч, метаструктура, пространственная дисперсия
Короткий адрес: https://sciup.org/140256153
IDR: 140256153 | УДК: 537.87 | DOI: 10.18469/ikt.2017.15.3.02
The matrix methods for calculating of multilayer planar metamaterials characteristics in case of chirality and spatial dispersion
Application of matrix methods for calculating the characteristics of reflective metamaterials composed of several planar layers based on a media with spatial dispersion and chirality discussed in the work. The surface impedance and transmission matrices of generalized layer received. As an example, the problem of plane electromagnetic wave of linear polarization reflection from two-layer dielectric-chiral metamaterial basing on a thin wire coils located in the air and double-chiral metamaterial on a perfectly conducting substrate are considered. Frequency dependencies of reflection and transmission coefficients modules of the main and cross-polarized field components at the different container geometrical and the chiral metamaterial inclusions dimensions are considered. Metastructure enables the conversion of normally incident radiation in the scattering in the plane of the structure at some frequencies. Ability to use double-chiral metastructure a protective coating for the metallized object is predicted.
Список литературы Матричные методы расчета характеристик многослойных планарных метаматериалов при наличии киральности и пространственной дисперсии
- Engheta N., Ziolkowski R.W., ets. Metamaterials: Physics and Engineering Explorations. Hoboken: John Wiley & Sons, 2006. - 414 p.
- Capolino F., ets. Metamaterials Handbook. Vol. I. Phenomena and Theory of Metamaterials. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2009. - 724 p.
- Lindell I.V., Sihvola A.H., Tretyakov S.A., Viitanen A.J. Electromagnetic waves in chiral and bi-isotropic media. London: Artech House, 1994. - 291 p.
- Lakhtakia A., Varadan V.K., Varadan V.V. Time-harmonic electromagnetic fields in chiral media. Lecture Notes in Physics. Berlin: Heidelberg and Boston: Springer-Verlag, 1989. - 121 p.
- Осипов О.В., Плотников А.М., Салимова Н.Р. Использование эффекта азимутального рассеяния электромагнитных волн метаструктурой на основе элементов Телледжена в прикладных задачах электродинамики // ИКТ. Т.10. №1, 2012. - С. 8-15.
