Т я г у н о в
ИССЛЕДОВАНИЯ СВЧ УСТРОЙСТВ
НА ОСНОВЕ КОПЛАНАРНЫХ ВОЛНОВОДОВ,
СОДЕРЖАЩИХ МЕТАМАТЕРИАЛЫ
Исследованы СВЧ устройства на основе копланарных волноводов,
содержащих метаматериалы. <...> Показана возможность их применения в полосковых волноводных структурах
E-mail: main@rl1-11.bmstu.ru
Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, композитный материал, магнитная проницаемость, плазменная частота, линия передачи. <...> Копланарный волновод — трехпроводная полосковая линия передачи, образованная двумя параллельными узкими щелями в металлическом листе на одной стороне диэлектрической пластины (рис. <...> Основным типом волны является замедленная Н-волна, структура поля которой в поперечном сечении волновода представлена на рис. <...> Копланарный волновод:
а — поперечное сечение; б — распределение полей
Для определения характеристик волнового процесса копланарного волновода воспользуемся методом эквивалентных схем. <...> В соответствии с этим методом линия передачи представляется как «длинная линия» [1], каждый участок которой s характеризуется погонными параметрами L и C (омические потери не рассматриваются),
определяемыми в квазистатическом режиме (рис. <...> Рассматривая
распространение электромагнитных волн вдоль оси z периодической
структуры (с периодом S ) получаем дисперсионное уравнение
вида [2, 3]
cos s 1 Z1 / (2Z 2 ),
262 <...> Учитывая, что в полосе пропускания в
силу отсутствия потерь s должно быть вещественным, заключаем, что в уравнении (1) Рис. <...> Эквивалентная
схема «длинной линии»
Z1 / Z 2 должно быть меньше нуля:
Z1 / Z 2 0. <...> (2)
Неравенству 0 s теперь можно удовлетворить, если с изменением частоты в уравнении (1) отношение Z1 / Z 2 лежит в диапазоне
0
1 Z1 <...> (3)
Неравенство (3) определяет полосу пропускания частот рассматриваемого четырехполюсника. <...> Для определения групповой скорости vгр в полосе пропускания
при фазовой скорости vф / 0 воспользуемся следующими соотношениями:
Z1 dZ 2 dZ1 <...> (4)
Исходя из теоремы Фостера о производной <...>