350 rub
Journal Achievements of Modern Radioelectronics №8 for 2014 г.
Article in number:
Theoretical description and mathematical modeling of electromagnetic field focusings in metamaterials
Authors:
A.S. Kryukovsky - Dr. Sc. (Phys.-Math.), Professor, Dean of the Faculty of Information Systems and Computer Technologies, Russian New University (Moscow). E-mail: kryukovsky@rambler.ru
Abstract:
Theoretical and numerical modeling of wave field focusings extending from a point source in a metamaterial is executed by the bi-characteristic method. The basic concepts of metamaterial physics are considered. Bifurcations of ray and caustic structures arising at change of parameters, describing propagation of electromagnetic radiation in a layer with a negative parameter of refraction are investigated. The cases of propagation of waves in a homogeneous metamaterial layer and propagation in a non-homogeneous layer are considered. The cases are investigated, when the module of permittivity varies linearly lengthways metamaterial and symmetrically decreases or grows under the parabolic law in a cross direction. It is shown, that arising caustic structures, correspond to wave catastrophes of cuspoid and umbilic series. The processes resulting in topological reorganization of ray and caustic structures are investigated that is a basis for the further study of focusings in metamaterials by methods of the wave catastrophe theory.
Pages: 3-9
References

  1. Smith D. R., Padilla W.T., Vier D.C. et al. Composite medium with simultaneousely negative permeability and permittivity // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 4184.
  2. Guljaev Ju.V., Lagar'kov A.N., Nikitov S.A. Metamaterialy: fundamental'nye issledovanija i perspektivnye primenenija // Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2008. T. 78. № 5. S. 438-457.
  3. Mandel'shtam L.I. Lekcii, prochitannye 26 fevralja 1940 g. i 5 maja 1944 g. // Polnoe sobranie trudov  T. 5. M.: Izd-vo AN SSSR. 1950.
  4. Veselago V.G. Jelektrodinamika veshhestv s odnovremenno otricatel'nymi znachenijami ε i μ // UFN. 1967. T. 92. № 7.
  5. Anjutin A.P. O fokusirovke i rassejanii cilindricheskoj volny linzoj Veselago konechnyh razmerov s poterjami // Radiotehnika i jelektronika, 2008. T. 53. № 4. S. 431-443.
  6. Krjukovskij A.S., Orlov A.V. Kausticheskie osobennosti pri rasprostranenii jelektromagnitnyh voln v neodnorodnyh metamaterialah. // Radiotehnika i jelektronika, 2010. T. 55. № 3. S. 292-299.
  7. Krjukovskij A.S., Orlov A.V. Kausticheskie osobennosti pri rasprostranenii jelektromagnitnyh voln v neodnorodnyh metamaterialah. //Vestnik Rossijskogo novogo universiteta. Ser. «Upravlenie, vychislitel'naja teh-nika i informatika» / M.: RosNOU. 2009. Vyp. 2. S. 49-54.
  8. Krjukovskij A.S., Orlov A.V. Luchevye i kausticheskie struktury v metamaterialah. //Trudy Rossijskogo nauchno-tehnicheskogo obshhestva radiotehniki, jelektroniki i svjazi imeni A.S. Popova. Ser.: Nauchnaja sessija, posvjashhennaja Dnju Radio 19-20.05.2010 g. Vyp.: LXV. M.: RNTORJeS. 2010. S. 299‑301.
  9. Krjukovskij A.S., Orlov A.V. Volnovye katastrofy v metamaterialah // T-Comm: Telekommunikacii i trans-port. 2010. № 10. S. 18-20.
  10. Krjukovskij A. S., Lukin D. S., Palkin E. A. Primenenie teorii kraevyh katastrof dlja postroenija ravnomernyh asimptotik bystrooscillirujushhih integralov // Mezhduved. sb. «Difrakcija i rasprostranenie voln». M.: MFTI. 1985. S. 4-21.
  11. Krjukovskij A.S., Lukin D.S., Rastjagaev D.V. Klassifikacija i ravnomernoe asimptoticheskoe opisanie prostranstvenno-vremennyh trehmernyh kraevyh fokusirovok volnovyh polej. // Radiotehnika i jelektronika, 2005. T. 50. № 10. S. 1221-1230.
  12. Dorohina T.V., Krjukovskij A.S., Malyshenko A.B. Razrabotka chislennyh algoritmov rascheta i vizualizacii volnovyh katastrof. //Vestnik Rossijskogo novogo universiteta. Ser. «Upravlenie, vychislitel'naja tehnika i informatika». M.: RosNOU. 2008. Vyp. 3. S. 25-48.
  13. Krjukovskij A.S. Ravnomernaja asimptoticheskaja teorija kraevyh i uglovyh volnovyh katastrof. Monografija. M.: RosNOU. 2013.
  14. Orlov A.V., Krjukovskij A.S. Trehmernye volnovye struktury tipa katastrof v metamaterialah. [Jelektronnyj resurs]: Vserossijskie radiofizicheskie nauchnye chtenija-konferencii pamjati N.A. Armanda. Sb. dokladov III Vseros. nauch. konf. «Sverhshirokopolosnye signaly v radiolokacii, svjazi i akustike» (Murom, 28 ijunja - 1 ijulja 2010 g.). Murom: Izd. poligraficheskij centr MI VlGU, 2010. № gos. registracii 0321001175. S. 165-169.
  15. Krjukovskij A.S., Orlov A.V. Luchevye i kausticheskie struktury v metamaterialah //Shestaja otraslevaja nauch. konf. "Tehnologii informacionnogo obshhestva", 14-15 fevralja 2012 g. Programma nauchno-tehnicheskih sekcij (s tez. dokl.) / M.: FGOBU VPO MTUSI. 2012. S. 140.