• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Использование грибовидных метаматериалов с диэлектрическими подложками в конструкциях прямоугольных волноводов

Елизаров А. А., Назаров И. В., Малинова О. Е., Сидорова Т. В.

Одним из актуальных вопросов при создании современных электродинамических структур микроволнового диапазона является уменьшение их габаритных размеров и массы при увеличении количества функций, сохранении высокой добротности и стабильных электрических параметров. Качественно новый подход в практическом решении этой задачи был найден во второй половине прошлого века В.Г.Веселаго, впервые показавшим возможность существования метаматериалов – искусственно созданных периодических структур, обладающих отрицательными значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей [1]. Изучение физических и конструктивно-технологических свойств метаматериалов является важным и перспективным направлением в науке, открывая широкие возможности их практического применения в микроволновой технике, электронике, антенных и измерительных устройствах различного функционального назначения [2 - 4]. Данная работа посвящена исследованию прямоугольного волновода типа R32 с поперечным сечением 72,14х34,04 мм, одна из широких стенок которого выполнена в виде магнитной стенки из грибовидного метаматериала, с учетом влияния расположения грибовидной структуры на диэлектрической подложке. На поверхности метаматериала выполняются эквивалентные граничные условия, соответствующие магнитной стенке – все тангенциальные компоненты магнитного поля и нормальные компоненты электрического поля устанавливаются равными нулю. Применительно к прямоугольному волноводу, в котором распространяются дисперсные типы волн, наличие магнитной стенки означает, что электрическое поле в такой структуре перпендикулярно горизонтальным стенкам и не зависит от координат в плоскости поперечного сечения. Основной волной такого волновода является чисто поперечная ТЕМ-волна [5]. В работе предложена конфигурация волновода и геометрические размеры самого метаматериала, элементы которого имеют форму мальтийского креста. Компьютерная модель исследуемого объекта создана в программной среде Ansoft HFSS ver.14 и позволила получить ряд количественных зависимостей, характеризующих влияние метаматериала на распространение в структуре электромагнитной волны основного типа H10.