А.М. Нещерет

АО «Самарское инновационное предприятие радиосистем» (г. Самара, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время отсутствие корректных методов и моделей излучающих структур на основе киральных метаматериалов, позволяющих обеспечить высокую точность расчета их характеристик и при этом не требующих больших вычислительных ресурсов, является актуальной научно-технической проблемой.

Цель. Разработать метод электродинамического анализа и математическую модель полосковых излучающих структур на основе аппарата гиперсингулярных уравнений, позволяющих корректно рассчитывать характеристики этих структур.

Результаты. Представлен метод электродинамического анализа и разработана математическая модель полосковых излучающих структур на основе киральных метаматериалов. Установлено, что в случае широких излучателей необходимо учитывать обе составляющих функции распределения плотности тока. Показано, что преимуществом предложенного метода по сравнению с универсальными аналогами является возможность точного расчета характеристик излучающих структур на основе киральных метаматериалов с широкими излучателями.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при создании средств автоматизированного проектирования полосковых и микрополосковых антенн на основе киральных метаматериалов.

Нещерет А.М. Метод расчета двумерной функции распределения плотности тока по излучающей структуре на основе киральных метаматериалов // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 7. С. 50−61. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202107-08

1. Бузов А.Л., Клюев Д.С., Нещерет А.М. Возможности совершенствования антенной техники путем использования киральных метаматериалов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2018. № 3. Т. 21.С. 66−72.
2. Caloz C., Sihvola A. Electromagnetic Chirality. Part 2: The Macroscopic Perspective // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2020. V. 62. № 2. Р. 58−71.
3. Toscano A., Vegni L. Evaluation of the resonant frequencies and bandwidth in microstrip antennas with a chiral grounded slab // International Journal of Electronics. 1996. № 81(6). Р. 671–676.
4. Zebiri C., Lashab M., Benabdelaziz F. Asymmetrical effects of bi-anisotropic substrate-superstrate sandwich structure on patch resonator // Progress In Electromagnetics Research. 2013. V. B 49. Р. 319−337.
5. Бузов А.Л., Клюев Д.С., Копылов Д.А. Нещерет А.М. Импедансные ха-рактеристики двухэлементной антенной решетки с киральной подложкой // Письма в ЖТФ. 2018. № 23. Т. 44. С. 37−45.
6. Нещерет А.М. Анализ микрополосковых антенн с подложками из киральных метаматериалов методом сингулярных интегральных уравнений // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2018. № 4. Т. 21. С. 6−16.
7. Klyuev D.S., Neshcheret A.M., Osipov O.V., Potapov A.A., Sokolova Yu.V. The Method of Singular Integral Equations in the Theory of Microstrip Antennas Based on Chiral Metamaterials // 12th Chaotic Modeling and Simulation International Conference. Springer Proceedings in Complexity. 2020. Р. 267−294.
8. Jianxing Ni. Analysis of shielded and open microstrip lines of double negative metamaterials using spectral domain approach (SDA) // Iowa State University. Ames, Iowa. 2008. Р. 65.
9. 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.
10. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит. 1983. 752 с.
11. Вайникко Г.М., Лифанов И.К., Полтавский Л.Н. Численные методы в гиперсингулярных интегральных уравнениях и их приложения. М.: Янус-К. 2001.
12. Захаров Е.В., Рыжаков Г.В., Сетуха А.В. Численное решение трехмерных задач дифракции электромагнитных волн на системе идеально проводящих поверхностей методом гиперсингулярных интегральных уравнений // Дифференциальные уравнения. 2014. Т. 50. № 9. С. 12−53.
13. Saffman P.G. Vortex Dynamics. Cambridge: Cambridge University Press. 1992. 311 р.
14. Ильинский А.С., Перфилов О.Ю., Самохин А.Б. Итерационный метод решения интегральных уравнений теории проволочных антенн // Математическое моделирование. 1994. Т. 6. № 3. С. 52−59.