2008(№7) - Санкт-Петербургский государственный ...

На следующем этапе был выполнен анализ структуры, состоящей из 24 диэлектрических
сфер, размещенных в одной плоскости (рис. 7). Частота резонанса магнитного типа
для частиц радиусом 1.065 мм с диэлектрической проницаемостью 400 равна 7.12 ГГц.
Как и в одномерном случае, в случае, если сферы расположены на большом расстоянии
друг от друга (более 3 мм), вблизи резонансной частоты находится диапазон запирания.
Однако, как следует из рис. 7, б, в случае, когда сферические частицы расположены близко
друг от друга, коэффициент передачи S 21 имеет диапазон пропускания, заключенный
между двумя пиками непропускания. Следует ожидать, что для данного частотного диапазона
эффективные диэлектрическая и магнитная проницаемости моделируемой структуры
отрицательны, а значит, в среде присутствует обратная электромагнитная волна, направление
распространения которой противоположно направлению распространения падающей
плоской волны.
На рис. 8 представлена картина распределения фазы поперечной составляющей напряженности
магнитного поля электромагнитной волны. В левой части приведено распределение
в среде без резонаторов. В правой части отображена фаза для структуры, содержащей
24 сферических резонатора. Как видно из рисунка, в плоскости диэлектрических
резонаторов в направлении движения волны наблюдается изменение ее фазы от 180 до
360°, т. е. ее положительный прирост. Источник электромагнитной волны находится в левой
части. Положительный прирост фазы в направлении распространения волны свидетельствует,
что ее фазовая скорость отрицательна. Наличие обратной волны в такой
структуре подтверждает, что среда проявляет свойства метаматериала с отрицательными
значениями эффективных диэлектрической и магнитной проницаемостей.
360º 270º 180º 90º 0º –90º –180º–270º–360º –450º
360º 270º 180º 90º 0º –90º –180º–270º–360º–450º
v ф
Падающая
волна
v ф
Рис. 8
180º 210º 240º 270º 300º 330º 360º
Выводы. Результаты моделирования показывают, что решетка сильносвязанных диэлектрических
сферических резонаторов обладает свойствами метаматериала. Свойства
проявляются в узком частотном диапазоне, в котором в резонаторах возбуждается ос-
10