Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат наук Кабанов, Игорь Николаевич
Кабанов, Игорь Николаевич
кандидат наук
2017
- Специальность ВАК РФ05.13.18
- Количество страниц 259
Оглавление диссертации кандидат наук Кабанов, Игорь Николаевич
ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................ 4
1 МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЕТОЧНЫХ СТРУКТУР................................................................................................... 16
1.1 Одномерные периодические структуры..................................... 16
1.2 Двумерные периодические структуры...................................... 31
1.3 Выводы............................................................................ 46
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА СЕТОЧНЫХ СТРУКТУРАХ....................................................... 48
2.1 Базовые уравнения, граничные условия, приближения
и допущения............................................................................................ 48
2.2 Конечно-элементный алгоритм решения задачи.................................. 59
2.3 Расчет электромагнитных полей методом конечных разностей во временной области.................................................................................. 72
2.4 Оценка точности математического моделирования сеточных частотно-селективных структур.............................................. 84
2.5 Выводы............................................................................ 87
3 ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ РЕШЕТОК МИКРОВОЛНОВОГО И ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНОВ............. 89
3.1 Распределения электромагнитных полей в ближней зоне............. 89
3.2 Передаточные характеристики металлических решеток................ 95
3.3 Построение аппроксимационных моделей................................. 113
3.4 Выводы............................................................................ 122
4 ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С КРЕСТООБРАЗНЫМИ АПЕРТУРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.............................................................................................. 123
4.1 Оптимизация однослойных узкополосных фильтров.................... 123
4.2 Оптимизация каскадных полосовых фильтров.................................... 148
4.3 Выводы............................................................................ 159
5 ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНЫХ ПОГЛОТИТЕЛЕЙ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА.......................... 161
5.1 Узкополосные радиопоглотители.......................................................... 161
5.2 Широкополосные радиопоглотители................................................... 177
5.3 Выводы........................................................................... 189
6 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСОВ ПРОГРАММ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИГНАЛОВ.......................................... 191
6.1 Базовые подходы к снижению вычислительных затрат...................... 191
6.2 Технологические особенности изготовления одномерных
и двумерных периодических структур............................................... 198
6.3 Экспериментальная проверка результатов численного анализа.................................................................................................... 204
6.4 Испытания и внедрение приборов......................................................... 211
6.5 Выводы............................................................................ 213
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................... 215
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ............... 218
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ................................................................. 220
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................... 221
ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................................................... 244
Приложение 1 ............................................................................. 245
Приложение 2............................................................................. 249
Приложение 3............................................................................. 251
Приложение 4............................................................................. 253
Приложение 5............................................................................. 255
Приложение 6............................................................................. 257
Приложение 7............................................................................. 258
ВВЕДЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена развитию методов математического моделирования, разработке аналитических и численных моделей, алгоритмов и программ для комплексного исследования процессов распространения и рассеяния микроволнового терагерцевого излучения на одномерных и двумерных периодических структурах.
Актуальность темы
Одномерные (Ш) и двумерные (2Э) периодические структуры микроволнового и терагерцевого диапазонов находят все более широкое распространение в качестве базовых элементов приборов и устройств управления параметрами электромагнитных (ЭМ) сигналов в радиоастрономии [1], в ядерной физике [2], в медицинских технологиях [3], в радиоэлектронике при создании аттенюаторов, интерферометров, поляризаторов, полосовых фильтров, поглотителей и т.д., а также в измерительной и радиолокационной технике [4-6]. Примером первых из них являются Ш металлические решетки (МР), а вторые получили обобщенное название - 2Э частотно-селективные поверхности (ЧСП), представляющие собой либо резистивные элементы различной топологии, расположенные эквидистантно на диэлектрической подложке, либо перфорированные металлические экраны. Электродинамические характеристики и тех и других зависят не только от геометрических размеров и физических свойств материалов, но и от периодичности составляющих их элементов, а в том случае, когда их размеры много меньше длины волны X падающего излучения, они носят название метаповерхностей [7].
Строгая теория дифракции электромагнитных волн на металлических решетках с перемычками разной конфигурации была построена в работах отечественных ученых Шестопалова В.П., Литвиненко Л.Н., Масалова С.А., Сологуба В.Г., Кириленко А.А., Рудь Л.А., Сиренко Ю.К., Вайнштейна Л.А.,
Третьякова О.А., Сивова А.Н., Астапенко В.М. [8-14], а также зарубежных исследователей Wood R.W., Rayleish O.M., Twersky V., Baldwin G.L., Petit R., Mittra R., Lee S., Wilson I.J. [15-19]. Дальнейшее развитие это научное направление получило в работах Medina F. [20], Park Q-H., Kim D.S. [21], Huang X.R., Liang D. [22], Nosich A.I., Zinenko T.L. [23], Давидовича М.В. [24], Желтикова А.А., Мещанова В.П. [6], Мальцева В.П. [25] и многих других.
Интенсивное исследование частотно-селективных поверхностей в России началось сравнительно недавно, и здесь необходимо отметить вклад как российских (Аплеталин В.Н., Казанцев Ю.Н., Шатров А.Д., Гельфанд А.В., Кузнецов С.А., Обуховец В.А., Грищенко С.Г., Касьянов А.О., Елизаров А.А.), так и зарубежных (Lancaster M.J., Porterfield D.W., Melo A.M., Silva A.M., Kong H., Costa F., Kiani G., Singh P.K., Werner D.H., Panaretos A.H., Genovesi S.) специалистов [5, 26-31].
В основе изучения процессов рассеяния электромагнитных волн в частотно-селективных структурах лежат экспериментальные методы, требующие привлечения дорогостоящего измерительного оборудования.
Поэтому математическое моделирование является очень важным инструментом изучения дифракционных явления в сеточных структурах, а из-за сложности проведения ряда экспериментов его актуальность резко возрастает.
Различные численные алгоритмы, ориентированные на дискретизацию дифференциальных и/или интегральных уравнений, предназначены для решения только задач анализа, в то время как наиболее приемлемые технические решения различных пассивных устройств микроволновой и терагерцевой техники могут быть получены только в ходе решения задачи оптимизации, требующей больших вычислительных затрат. Наиболее известные пакеты прикладных программ численного моделирования ЭМ полей (HFSS, CST MS, COMSOL, FEKO, SEMCAD и др.) хотя и оснащены специальными приложениями для решения задач оптимизации, но их реализация связана с громоздкими и сложными процедурами предварительной подготовки математических моделей для перехода от задач анализа к оптимизационным задачам.
В литературе по данной тематике, как правило, проводится исследование Ш и 2Э сеточных структур с фиксированными размерами, в том числе различных физических эффектов (аномалии Вуда, резонансы Фабри-Перо и проч.) чаще всего в микроволновом (до 60,0 ГГц) или в терагерцевом (0,3...10 ТГц) диапазонах. В то же время свойства сеточных структур в диапазоне 75...350 ГГц, представляющем большой интерес для создания перспективных систем радиоэлектроники, остаются малоизученными. Кроме того, для практических применений важное значение приобретают исследования влияния размеров металлических решеток и частотно-селективных поверхностей в широких пределах их вариаций на основные электродинамические характеристики. В настоящее время результаты подобных исследований, проведение которых невозможно без высокопроизводительных программных средств, в литературе отсутствуют.
Все это предопределило актуальность выбранной темы диссертации, ее цель и задачи.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», 05.13.18 шифр ВАК
Математическое моделирование частотных свойств проводящих периодических структур с композитными полимерными наноматериалами в СВЧ и КВЧ диапазонах2018 год, кандидат наук Молчанов, Сергей Юрьевич
Электродинамический анализ плоской микрополосковой периодической структуры с нелинейными нагрузками1999 год, кандидат технических наук Гамолина, Ирина Эдуардовна
Электродинамический анализ планарных частотно-селективных поверхностей и волноведущих структур2004 год, кандидат физико-математических наук Зеленчук, Дмитрий Евгеньевич
Дифракция электромагнитных волн на планарных мультирезонансных частотно-селективных поверхностях с элементами канонической формы2008 год, кандидат физико-математических наук Казьмин, Игорь Александрович
Свойства металлических и сверхпроводящих фотонных кристаллов2009 год, кандидат физико-математических наук Эйдерман, Сергей Леонидович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн»
Цель работы
Развитие методов математического моделирования, разработка численных и аналитических моделей, алгоритмов и программ для комплексного исследования процессов распространения и рассеяния микроволнового и терагерцевого излучения на одномерных и двумерных периодических структурах, позволяющих реализовать эффективные методы оптимизации устройств фильтрации и поглощения электромагнитных волн с улучшенными по сравнению с аналогами электродинамическими характеристиками.
Основные задачи исследования
■ систематизация, на основе аналитического обзора, методов аналитического и численного моделирования дифракционных решеток и частотно-селективных поверхностей различных частотных диапазонов;
■ построение 3D математической модели процессов распространения, рассеяния и поглощения электромагнитных волн на решетчатых структурах и разработка численных алгоритмов дискретизации внешней краевой задачи электродинамики;
■ численное моделирование металлических решеток с прямоугольными перемычками и построение приближенных аналитических моделей для расчета их передаточных характеристик;
■ конечно-элементный анализ распределений электромагнитного поля в ближней зоне дифракционных решеток;
■ исследование методами математического моделирования электродинамических характеристик частотно-селективных поверхностей с крестообразными апертурными элементами и разработка однослойных полосовых фильтров на их основе;
■ разработка и численный анализ многослойных полосовых фильтров на основе двумерных периодических структур;
■ численное моделирование сверхтонких планарных частотно-селективных поверхностей для поглощения электромагнитного излучения в широкой полосе частот;
■ экспериментальная апробация результатов численного анализа, разработка, испытание и внедрение микроволновых устройств на основе решетчатых структур.
Предметом исследования являются процессы распространения, рассеяния и поглощения электромагнитного излучения в одномерных и двумерных периодических структурах.
Объектами исследования являются дифракционные металлические решетки с прямоугольными перемычками, частотно-селективные поверхности с крестообразными апертурными и резистивными элементами.
Методы исследования
Основные результаты, представленные в диссертации, были получены с помощью методов математического моделирования электромагнитных полей: метода конечных элементов в частотной области, метода конечных разностей во временной области, методов регрессионного анализа, а также прямых методов измерения параметров матрицы рассеяния микроволновых и терагерцевых многополюсников в сверхразмерных волноводах и свободном пространстве.
Научная новизна работы
1. Разработана трехмерная математическая модель, включающая уравнения Максвелла и уравнение Гельмгольца, отличающаяся тем, что она дополнена аппроксимацией Друде для диэлектрической проницаемости металлов, позволяющая учитывать эффекты (например, появление плазмонов), возникающие в терагерцевом диапазоне (пп. 2, 4, 5 паспорта специальности 05.13.18 и пп. 2, 3, 7 паспорта специальности 01.04.03).
2. Развит метод оптимизации частотно-селективных сеточных структур, основанный на последовательной минимизации аддитивной целевой функции, отличающийся существенным (примерно на 30%) сокращением объема вычислений и позволяющий учитывать влияние электрофизических свойств материалов не только на электродинамические, но и механические характеристики сеточных устройств (пп. 1, 4, 5 паспорта специальности 05.13.18).
3. Предложены аналитические модели для расчета параметров матрицы рассеяния периодических структур, позволяющие построить эффективные численные алгоритмы моделирования этих структур (пп. 1, 4, 5 паспорта специальности 05.13.18).
4. Разработаны двумерные и трехмерные численные модели частотно -селективных структур, отличающиеся применением граничных условий
периодичности Флоке, позволяющие повысить точность расчета параметров матрицы рассеяния металлических решеток с прямоугольными перемычками, сеточных полосовых фильтров и планарных радиопоглотителей (пп. 5,6,7 паспорта специальности 05.13.18 и пп. 3,7 паспорта специальности 01.04.03).
5. С помощью предложенных математических моделей и метода оптимизации разработаны алгоритмы и комплексы программ для исследования процессов распространения ЭМ волн в сеточных структурах, позволившие:
■ определить частотные зависимости коэффициента передачи металлических решеток с прямоугольными перемычками в широких интервалах вариаций их базовых размеров (период, ширина перемычки и толщина металлизации) в сверхширокой полосе частот 75...350 ГГц для случая нормального падения плоской ЭМ волны с Е-поляризацией (пп. 2,3 паспорта специальности 01.04.03);
■ обнаружить эффект резкого увеличения коэффициента передачи при Н-поляризации ЭМ волн, падающих на решетку с периодом и толщиной металлизации 50 мкм для частотного диапазона 300...350 ГГц, что дает возможность повысить коэффициент прозрачности сеточных поляризаторов на ее основе (пп. 2,3 паспорта специальности 01.04.03);
■ провести оптимизацию сеточных полосовых фильтров с крестообразными апертурными элементами (КАЭ) и установить влияние их геометрических размеров и электрофизических свойств конструкционных материалов на амплитудно-частотные характеристики с учетом фактора надежности таких систем (п. 5 паспорта специальности 05.13.18 и пп. 2,3 паспорта специальности 01.04.03);
■ обнаружить эффект широкополосного поглощения ЭМ энергии сверхтонкой планарной частотно-селективной поверхностью с диэлектрической подложкой из композита на основе SiO2 и алюминиевыми крестообразными резистивными элементами (п. 5 паспорта специальности 05.13.18 и п. 2 паспорта специальности 01.04.03).
Результаты и положения, выносимые на защиту
1. Разработанная математическая модель, включающая дифференциальные уравнения электромагнитного поля во временной (уравнения Максвелла) и частотной (уравнение Гельмгольца) области, дополненная аппроксимацией Друде и периодическими граничными условиями, позволяет с высокой точностью при минимальных вычислительных затратах анализировать процессы распространения и рассеяния плоских электромагнитных волн как микроволнового, так и терагерцевого диапазонов в одномерных и двумерных периодических структурах.
2. Частотные зависимости коэффициента передачи металлической решетки с прямоугольными перемычками в интервалах вариаций геометрических размеров: 4 < w, мкм < 35 (ширина перемычки); 20 < мкм <150 (толщина металлизации); 50 < s, мкм < 200 (период решетки) для случая Е-поляризации падающей плоской волны описываются трансцендентными полиномиальными функциями второго порядка в диапазоне 75...350 ГГц, что подтверждается натурным экспериментом.
3. Развитый в диссертации метод оптимизации частотно-селективных сеточных структур и разработанный на его основе комплекс программ позволяют не только находить для этих структур технические решения, обеспечивающие заданные электродинамические характеристики, но и учитывать фактор надежности функциональных устройств на их основе при эксплуатации в условиях внешних воздействий.
4. Установлено, что основными параметрами, определяющими ширину полосы пропускания сетчатых фильтров на частотно-селективных поверхностях с крестообразными апертурными элементами, являются ширина щелей (малый размер отверстия) и толщина металлизации, а снижение электропроводности конструкционных материалов таких структур на порядок приводит к смещению центральной частоты полосовых фильтров на их основе в сторону ее уменьшения на величину 300....500 МГц и к увеличению затухания сигнала на 1 дБ.
5. Определяющим фактором, оказывающим влияние на электродинамические характеристики каскадных сеточных полосовых фильтров является расстояние между частотно-селективными поверхностями, составляющими конструкцию такого фильтра.
6. Разработана планарная сверхтонкая частотно-селективная поверхность, выполненная в виде крестообразных резистивных элементов на композитной подложке толщиной 200 мкм с диэлектрической проницаемостью е= 4,66 и тангенсом угла диэлектрических потерь Щде = 0,02, которая обеспечивает широкополосное поглощение электромагнитного излучения в диапазоне частот 160...210 ГГц.
Достоверность результатов диссертации
В работе использованы строгие формулировки краевой задачи электродинамики с корректно принятыми приближениями и верификационный принцип моделирования ЭМ полей с одновременным привлечением независимых численных методов анализа и измерительных систем, что позволяет контролировать точность расчетов на всех этапах автоматизированного проектирования микроволновых и терагерцевых систем.
Научная и практическая значимость
Научная значимость заключается в том, что разработанные в диссертации математические модели, методы численного анализа и оптимизации частотно -селективных сеточных структур, реализованные в программных комплексах, позволяют проводить исследования физических процессов взаимодействия электромагнитного излучения с одномерными и двумерными периодическими структурами с учетом влияния их размеров и электрофизических свойств конструкционных материалов в сверхширокой полосе частот.
Практическая значимость диссертации состоит в разработке комплекса математических моделей, методов и программ, позволяющих повысить эффективность компьютерного моделирования и проектирования функциональных устройств микроволновой и тергерцевой техники различного назначения, в том числе металлических решеток с перемычками разной формы и частотно-селективных поверхностей произвольной конфигурации и топологии резистивных или апертурных элементов. Полученные в диссертации научные результаты позволили создать устройства на сеточных структурах, обеспечивающих высокую степень надежности при эксплуатации в условиях внешних воздействий. В частности, разработаны, изготовлены, испытаны и внедрены в практическое использование сеточные поляризаторы повышенной надежности, предназначенные для эксплуатации в антенных переключателях радиолокационных станций ближнего радиуса действия многоцелевого назначения. Данная разработка удостоена в 2013 году Премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники.
Кроме того, были разработаны и изготовлены полосовые фильтры на частотно-селективных поверхностях с крестообразными апертурными элементами, предназначенные для использования в радиоаппаратуре для систем радиолокации и связи нового поколения.
Основные результаты работы были получены при выполнении НИОКР «Одноцветник-36/Н» в рамках договора с АО «Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры» (АО ЦНИИИА), г. Саратов.
Результаты диссертации были использованы при проведении научных исследований в ФГУП «Мытищинский научно-исследовательский институт радиоизмерительных приборов» (г. Мытищи, Московской обл.), внедрены в АО «НИИ «Феррит-Домен» (г. Санкт-Петербург), ПАО «НПО «Стрела» (г. Тула), а также применяются в учебном процессе Академии гражданской защиты МЧС РФ (г. Химки, Московской обл.), в Балтийском Федеральном университете имени И. Канта (г. Калининград), в Мытищинском филиале Московского
государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (г. Мытищи, Московской обл.), в Северо-Кавказском филиале Московского технического университета связи и информатики (г. Ростов-на-Дону) при подготовке студентов, обучающихся по профильным программам бакалавриата, специалитета и магистратуры указанных ВУЗов.
Личный вклад
Все представленные в работе результаты исследований получены при непосредственном участии автора как при постановке задач и обосновании методов их решения, так и на этапах численного моделирования, экспериментальной апробации и внедрения. Это отражено в разделах диссертации, относящихся к научной новизне, основным положениям, выносимым на защиту, и практической значимости работы. В публикациях с соавторами соискатель принимал непосредственное участие в расчетах, проведении измерений и моделирования и интерпретации полученных результатов.
Апробация результатов диссертационной работы
Материалы диссертации докладывались на различных конференциях и семинарах, в том числе на II Межотраслевой научно-технической конференции РТИ им. С.М. Минца (Львов, 1990), VIII Международной Крымской микроволновой конференции «КрыМиКо-1998» (Севастополь, 1998), XII Всероссийской научно-технической конференции «Пульсар-2013» (Москва 2013), ХУШ Координационном научно-техническом семинаре по СВЧ технике в АО «НПП «Салют» (Нижний Новгород, 2013), XXVII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии» (Саратов, 2014), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП» (Саратов, 2014, 2016), Международной
научно-технической конференции «Проблемы управления, обработки и передачи информации» (Саратов, 2015, 2017), Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и микроэлектроника СВЧ» (Санкт-Петербург, 2015, 2016), XIII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП» (Новосибирск, 2016).
Публикации
Основные результаты диссертации опубликованы в 45 научных работах. В их числе 3 монографии; 1 зарубежная статья в журнале, входящем в международную базу данных Scopus; 2 статьи в ведущих рецензируемых отечественных журналах, индексируемых в международной базе данных Wos и Scopus; 14 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК России; получены 1 патент на полезную модель, 1 патент на изобретение и 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ, а также имеется 21 публикация в других научных изданиях.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав, списка использованной литературы из 205 наименований и семи приложений. Объем работы составляет 259 страниц, включая 90 рисунков и 22 таблицы. В приложениях к диссертации представлены:
■ текст программы параметрической оптимизации сеточных структур на алгоритмическом языке UDO для пакета программ QuickWave-3D, базирующейся на методе конечных разностей во временной области;
■ акты внедрения результатов диссертации в разработках АО «НИИ «Феррит-Домен» (г. Санкт-Петербург), ПАО «НПО «Стрела» (г. Тула), а также в учебном процессе Академии гражданской защиты МЧС России (г. Химки, Московской обл.); Балтийского Федерального университета имени И. Канта
(г. Калининград), Мытищинского филиала Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (г. Мытищи, Московской обл.); Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики (г. Ростов-на-Дону).
1 МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЕТОЧНЫХ СТРУКТУР 1.1 Одномерные периодические структуры
Явление поляризации электромагнитных (ЭМ) волн лежит в основе функционирования многих узлов и элементов современных систем связи, радиолокации и управления различных частотных диапазонов [32]. В частности, в антенных системах наряду с ферритовыми фазовращателями (ФФ) на эффекте Фарадея и поляризационными диплексерами для управления параметрами ЭМ сигналов широко применяются одномерные (Ш) периодические структуры -поляризационные металлические решетки (МР) с перемычками круглой или прямоугольной формы (рисунок 1.1).
а)
б)
Рисунок 1.1 - Периодические решетки с круглыми (а) или прямоугольными (б) перемычками
На их основе могут быть реализованы такие устройства как фильтры [33], аттенюаторы [34], антенные переключатели [6, 35, 36] волномеры, трансформаторы, делители и т.д.
Из классической теории электромагнитного поля известно [10-13], что если
вектор Е падающей на решетку волны параллелен металлическим перемычкам, то в них возбуждаются токи, создающие сильное поле. Это приводит к тому, что
падающая волна практически полностью отражается. Когда вектор Е перпендикулярен перемычкам, то возбуждаемые в них токи значительно слабее и
создаваемое ими поле мало. При этом падающая волна проходит через решетку практически без затухания. В первом случае принято говорить о Е-поляризации (индуктивная решетка), во втором - об Я-поляризации (емкостная решетка).
Оценка функциональных возможностей поляризационных решеток проводится по такому основному параметру, как коэффициент передачи Т при Е-и Я-поляризации, определяющему, какая часть ЭМ энергии проникает сквозь решетку. В свою очередь, зависимость коэффициента передачи от частоты (амплитудно-частотная характеристика, АЧХ) дает возможность установить три эксплуатационных параметра таких систем: коэффициент пропускания (прозрачность) К1, степень поляризации К2 и коэффициент ослабления К3 [16]
К -
Т
н
1 - ТЁ, (1.1)
^ Тн _ ТЕ
К2 - Тн +г^Е , (1.2)
К 3 - 101ё
С ^н \
грЕ
V1 У
(1.3)
где Т и - абсолютные значения коэффициентов передачи для Е- и Я-поляризованных электромагнитных волн соответственно. При этом качество решетки тем выше, чем больше Т1 и меньше Т.
Математическое моделирование является в настоящее время одним из основных инструментов изучения поляризационных и дифракционных явлений в сеточных структурах [37]. Причем в ряде случаев из-за сложности проведения некоторых экспериментов данный инструмент является единственно возможным. Фундаментальные исследования, проведенные в работах [8-10] с помощью метода, в основе которого лежит аналитическое преобразование матричных уравнений типа свертки, доказали эффективность математического
моделирования сложных физических процессов рассеяния электромагнитных волн на металлических решетках.
Часто в литературе можно встретить ряд упрощенных подходов к расчету прямоугольных решеток. Один из таких подходов базируется на предположении пренебрежимо малой ширины перемычек вдоль оси 2. Тогда геометрическая модель решетки будет описываться двумя размерами: w -ширина перемычек и ^ - период решетки (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 - Упрощенная геометрическая модель периодической
полосковой решетки
В монографии [12] были сформулированы граничные условия в плоскости решетки, когда плоская электромагнитная волна распространяется вдоль продольной координаты 2 из области 1 (перед решеткой) в область 2 (после решетки). Выбрав координатные направления: х - перпендикулярно проводникам и у - вдоль проводников, можно записать
Еу = ¡С
1_д_ ¡к ду
Н-Н« -д(в(2) -Е(1))
X X ^ \ п п )
(1.4)
Н- Н»
-4 ¡С,
ЕX+ Т д Нп
¡к ду
(1.5)
5
г
С - — 1пБт
1 Я
Ш 2-
V 27 У
(1.6)
С -— 1п соб
2 Я
7
V 27 У
(1.7)
где п - нормаль к поверхности, направленная от области 1 к области 2 и выбранная так, что тройка направлений х, у, п является правой; к = 2 л/А - волновое число.
Как показано в [11, 12], приближенные граничные условия (1.4)-(1.7) дают достаточно высокую точность расчета коэффициентов отражения Я и передачи Т при q = s/l < 0,3 для нормально падающей на решетку волны, а вектор Е параллелен перемычкам. Параметры Я и Т могут быть установлены с помощью квазистатических соотношений Ламба [11]
Я -
1
1 _
(1.8)
Т -
М
1 _ №
(1.9)
4-- 1п
7
С
соб
V
V 2- У У
_1
(1.10)
В монографии [38] было получено аналитическое решение электродинамической задачи о возбуждении металлической решетки (рисунок 1.2) нитью тока для случая Е-поляризации. При этом вводилось допущение, что наводимые на полосках поверхностные токи совпадают по
направлению с вектором Е и не зависят от координаты у. Вследствие взаимного влияния полосок и краевых эффектов в решетке наводимый в полосках ток по
амплитуде и фазе является сложной функцией координаты х. Компоненты рассеянного на решетке ЭМ поля
Еу = -]ю/лАу (х, г), (1.11)
Я
дАу (х, г) дг
= дАу (х, г ) г дх
(1.12)
(1.13)
ю —
АУ (Х= 0.5 £ ехр( ]Утхх ± ]утг2), т = 0, ±1,... (1.14)
т=—ю ]у тг
w/2 • N
г -1 Г г/ \ I 27^тх К
—т = * J — (х)ехр - йх , (1.15)
—w/2 V * У
2лт , Г~2 2~
У тх =--к С08# ; Утг = ^ к —УтХ , (1.16)
*
где Зт(х) - комплексная амплитуда тока в решетке, Ау (х, г) - векторный
потенциал электромагнитного поля, в - угол падения ЭМ волны на решетку.
В уравнении (1.14) знак плюс соответствует области 1, а знак минус -области 2 (рисунок 1.2).
Электромагнитное поле в решетке представляется в виде дискретного спектра пространственных гармоник, называемых волнами Флоке. Каждому значению индекса т соответствует определенная волна Флоке. При этом ток решетки возбуждает в пространстве быстрые и медленные электромагнитные
волны. Быстрые волны определяют излучаемое решеткой поле, а медленные -поле, сосредоточенное вблизи решетки.
Аналогичное решение для Я-поляризованной плоской волны, падающей на металлическую решетку из бесконечно тонких ^-полосок, дано в работе [17]. Рассеянное на решетке поле может быть записано в терминах гармоник Флоке следующим образом
H™( x, z) = £ Im W (x)exp(jymz)
(1.17)
Ef(x,z) = - £ZmlmW(x)exp(jYmZ),
(1.18)
Hf(x, Z) = £ I'mWm (x)exp(jmZ).
(1.19)
Ef}(x, Z) = £ Zml'm^m (x)exp(-JУ,z)
(1.20)
W (x) =
m V /
-1
^ exp
2шя
л2
+ k sine
,0.5
m = 0, ±1,
(1.21)
У m
k '
r2mn ^
2\05
+ k sin в
(1.22)
m=-x>
m=-x>
m=-xi
m=-x>
s
s
v
где Zm=(ymlrns0) - волновое сопротивление m-й гармоники, lm, l'm - коэффициенты, зависящие от m [17].
Еще один частный случай, когда решение задачи о дифракции плоских электромагнитных волн на 1D периодических структурах может быть найдено
с учетом ширины металлических перемычек решетки I, представлен на рисунке 1.3.
ТЕМ-волна
1 '1 п X
2 , й А—► 5 <--► / ТТРШ 'И
Рисунок 1.3 - Модель прямоугольной решетки в приближении w ^ 0
Ряд таких решений был получен в работах [8-10]. Одной из существенных проблем, отраженных в этих работах, является неоднозначное решение уравнений электромагнитного поля вблизи острых металлических ребер. Для определения асимптотического поведения амплитуд пространственных гармоник решетки и обеспечения единственности решения необходимо ввести дополнительное ограничение на электромагнитное поле, известное как условие на ребре [38-40]. Оно заключается в требовании конечности энергии поля, запасенной в любом конечном объеме вблизи ребра. Из этого условия следует, что в окрестности ребра компоненты поля не могут возрастать быстрее, чем р1"1, при р ^ 0, р - расстояние от ребра. В работе [41] с помощью строгих аналитических подходов и численного моделирования впервые были подробно исследованы случаи рассеяния электромагнитных волн с Е- и Я-поляризацией на острых ребрах при различных углах падения.
В работе [10] был рассмотрен случай рассеяния Я-поляризованной волны, падающей на решетку из тонких перемычек (рисунок 1.3) под произвольным углом в. Для q << 1 и q3 << 1, где 3 = 11 X - отражательные характеристики решетки, можно найти коэффициенты отражения Я и передачи Т, используя приближения Ламба
д cos (0.5яг))
]
К у + д ^в^яЗу'1 — 21П sin(0.5яv))' (1'23)
Т у + д cos в(2я8у— 2 1п sin(0. 5яу)) , (124)
где V = (d - ширина щели решетки).
При q << 1 на расстояниях от плоскостей ъ = ± 0,5^ больших или порядка можно считать, что высшие гармоники не вносят существенного вклада в формирование рассеянного поля. С увеличением размера перемычек t щели решетки все более приобретают свойства волновода.
Анализ частотных зависимостей модуля коэффициента проводимости для Я-поляризованной волны, падающей нормально на решетку (в = 0) с различными значениями 5, показывает, что если от решетки расходятся только основные волны, то энергия падающей волны полностью проходит через решетку. В данном случае под одноволновым понимается режим, когда постоянные распространения волноводных волн в каждой щели одинаковы. При фиксированных параметрах V, 5 и q явление полного прохождения может наблюдаться и при изменении угла падения в. Для q < 0,5 и V << 1 угол полного прохождения
я
0 =--arcsin <
2
0
• я ( ,
1 — 4ду\^т— сЩ 4ядд + —
2 V 2
—1/2
(1.25)
>
Явление полного прохождения электромагнитной волны сквозь дифракционную решетку при определенных углах ее падения в = агссоБ^) получило название эффекта Малюжинца [8-10]. Этот эффект, как правило, наблюдается при q <<1. Он объясняется равенством волновых сопротивлений
щелевых плоских волноводов, образованных металлическими перемычками, и свободного пространства.
Более поздние исследования терагерцевых решеток, проведенные в [42] для Я-поляризованных волн, позволили установить, что максимум прохождения сквозь решетку наблюдается при углах падения
О « аг
- -1
V а у
(1.26)
В работе [22] для аналогичного случая рассеяния Я-поляризованной электромагнитной волны (в = 0) на решетке при q << 1 в частотном диапазоне 0,4.. .2,4 ТГц были предложены соотношения
4к
т(ф)=(Г+и)2 • (1.27)
и
+ю /у2
к
^ &
п=-<х> Нп
(1.28)
" 0.5к0цпа
(1.29)
Я
Ли = п~ -
&2 = 1
Л
(1.30)
где к = d/s - коэффициент заполнения решетки.
Для Е-поляризованных волн при очень больших значениях ? решетка также превращается в систему волноводов, в которых не могут распространяться волны с q < 1/2у. Для 3 = 1 при q < 1 распространение электромагнитных волн полностью прекращается [8].
Сравнительный анализ различных типов решеток показывает, что уровень отраженной мощности плоской решетки (рисунок 1.2) с размерами, необходимыми для преобразования линейной поляризации в круговую, может доходить до половины мощности падающей волны. Решетка с цилиндрическими стержнями (рисунок 1.1,а) может обеспечить преобразование линейной поляризации в круговую при определенном подборе значений периода решетки и радиуса стержней, но этот эффект является узкополосным по частоте и углу сканирования. В системах, где используются такие решетки, имеет место многократное переотражение на участке: излучатель - поляризатор, что негативно сказывается на работе всей системы.
Похожие диссертационные работы по специальности «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», 05.13.18 шифр ВАК
Периодические СВЧ композитные структуры в бортовых антенных системах2017 год, кандидат наук Волков, Александр Петрович
Автоматизация проектирования мобильных антенных решеток на основе моделирования и оптимизации дифракционных структур2000 год, доктор технических наук Пастернак, Юрий Геннадьевич
Электродинамический анализ плазмонных устройств на основе графена в ТГц и ИК диапазоне2023 год, кандидат наук Черепанов Владимир Владимирович
Дифракция электромагнитных волн на полостях, апертурных антеннах и восстановление локальных источников рассеяния2012 год, доктор физико-математических наук Кутищев, Станислав Николаевич
Характеристики акустооптических устройств с неоднородным распределением акустической волны2013 год, кандидат наук Табачкова, Кристина Ивановна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кабанов, Игорь Николаевич, 2017 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Pisano G. Metal-mesh achromatic half-wave plate for use at submillimeter wavelengths / G. Pisano, G. Savini, P.A. Ade, V. Haynes //Applied Optics. - 2008.-Vol. 47. - No. 33. - P. 6251-6256.
2 Кузнецов С.А. Многоканальная радиометрическая система для регистрации субмиллиметрового излучения при пучково-плазменном взаимодействии / С.А. Кузнецов, А.В. Аржанников, А.В. Гельфанд [и др.] // Вестник Новосибирского государственного университета. - 2010. - T. 5. -Вып. 3. - С. 5-19.
3 Креницкий А.П. Разработка и создание приборов медицинского назначения на основе экспериментального исследования эффектов лечебного воздействия электромагнитного излучения КВЧ- и ТГЧ-диапазонов на биологические среды / А.П. Креницкий // Дисс. на соиск. уч. ст. д.т.н. - Пенза: Пензенский государственный университет. - 2016.
4 Munk B.A. Frequency selective surfaces: theory and design / B.A. Munk. // New York. - Wiley. - 2000.
5 Излучение и рассеяние электромагнитных волн / Под ред. В.А. Обуховца - М: Радиотехника. - 2008. - 208 c.
6 Устройства поляризации радиоволн в терагерцевом диапазоне частот / Под ред. А.С. Якунина и В.П. Мещанова - М: Радиотехника. - 2012. - 256 с.
7 Holloway C.L. An overview of the theory and applications of metasurfaces: the two-dimensional equivalents of metamaterials / C.L. Holloway, E.F. Kuester, J.A. Gordon [et al.] // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2012. - Vol. 54. -No. 2. - P. 10-35.
8 Шестопалов В.П. Дифракция волн на решетках / В.П. Шестопалов, Л.Н. Литвиненко, С.А. Масалов, В.Г. Сологуб - Киев: Изд-во Харьковского ун-та. - 1973. - 284 с.
9 Шестопалов В.П. Дифракционная электроника / В.П. Шестопалов. -Харьков: Вища школа. - 1976. - 236 с.
10 Шестопалов В.П., Резонансное рассеяние волн. Дифракционные решетки / В.П. Шестопалов, А.А. Кириленко, С.А. Масалов, Ю.К. Сиренко -Киев. - Наукова Думка. - Т. 1. - 1986. - 232 с.
11 Вайнштейн Л.А. Теория дифракции и метод факторизации / Л.А. Вайнштейн - М.: Советское радио. - 1966. - 431 с.
12 Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны / Л.А. Вайнштейн. - М.: Радио и связь. - 1988. - 442 с.
13 Нефедов Е.И. Электродинамика периодических структур / Е.И. Нефедов, А.Н. Сивов - М.: Наука. - 1977. - 205 с.
14 Астапенко В.М. Асимптотика решения задачи дифракции длиной плоской электромагнитной волны на решетке из брусьев произвольного профиля / В.М. Астапенко // Радиотехника и электроника. - 1971. - Т. 16. - № 9. -С. 1589-1595.
15 Wood R.W. Anomalous diffraction grating / R.W. Wood // Physics Review. -1935. - Vol. 48. - No. 12. - P. 928-936.
16 Electromagnetic theory of gratings / Ed. by R. Petit. New York: Springer,
1980.
17 Вычислительные методы в электродинамике: Под. ред. Р. Миттры / Пер. с англ. под ред. Э.Л. Бурштейна. - М.: Мир, 1977. - 486 c.
18 Twersky V. On the scattering of waves by an infinite grating / V. Twersky // IRE Trans. Antennas and Propagation. - 1956. - Vol. 4. - No. 3. -P. 330-345.
19 Andrewarsha J.R. Resonance anomalies in the lamelian grating // J.R. Andrewarsha, J.R. Fox, I.J. Wilson // Optics Acta. - 1979. - Vol. 26. - No. 1. -P.69-89.
20 Yang R. Analytical model for the transmission of electromagnetic waves through arrays of slits in perfect conductors and lossy metal screens / R. Yang,
F. Medina, R. Rodriguez-Berral, Y. Hao // Journal of Applied Physics. - 2011. -Vol. 109. - P. 103-107.
21 Kang J.H. Perfect transmission of THz waves in structured metals / J.H. Kang, Q.-H. Park, J.M. Lee [et al.] // Journal of the Korean Physics Society. -2006. - Vol. 49. - No. 3. - P. 881-884.
22 Liang D. Transmission properties of metallic grating with subwavelength slits in THz frequency region / D. Liang, Q. Xing, Z. Tian // Active and passive electronic components. - 2007. - Vol. 2007. - 63139. - 4 pages.
23 Zinenko T.L. Plane wave scattering and absorption by flat gratings of impedance strips / T.L. Zinenko, A.I. Nosich // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 2006. - Vol. 54. - No. 7. - P. 2088-2095.
24 Давидович М.В. Итерационные методы решения задач электродинамики / М.В. Давидович. - Саратов: Изд-во СГУ, 2014. - 240 c.
25 Мальцев В.П. Электромагнитные свойства решетки из анизотропно проводящих лент с большим коэффициентом заполнения / В.П. Мальцев, А.Д. Шаторов // Радиотехника и электроника. - 2012. - Т. 57. - № 10. -С. 1099-1103.
26 Лопатин А.В. Радиопоглотители на основе магнитных полимерных композитов и частотно-селективных поверхностей / А.В. Лопатин, Ю.Н. Казанцев, Н.Е. Казанцева [и др.] // Радиотехника и электроника. - 2008. -Т. 53. - № 9. - С. 1176-1184.
27 Kuznetsov S.A. Passive metal mesh based quasi-optical selective components for subterahertz and terahertz applications / S.A. Kuznetsov, A.V. Arzhannikov, V.V. Kubarev [et al.] // Proceedings of the 39th European Microwave Conference. - 2009. - Rome. Italy. - P.826-829.
28 Costa F. A frequency selective radome with wideband absorbing properties / F. Costa, A. Monorchio // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 2012. -Vol. 60. -No. 6. - P. 2740-2747.
29 Porterfield D.W. Resonant metal-mesh bandpass filters for the far infrared /
D.W. Porterfield, J.L. Hesler, R. Densing [et al.] // Applied Optics. - 1994. -Vol. 33. - No. 25. - P. 6046-6052.
30 Melo A.M. Metal mesh resonant filters for terahertz frequencies / A.M. Melo, M.A. Kornberg, P. Kaufmann [et al.] // Applied Optics. - 2008. - Vol. 47. - No. 32. -P. 6064-6069.
31 Kong H. Polarization-independent metamaterial absorber for terahertz frequencies / H. Kong, G. Li, Z. Jin [et al.] // Journal of Infrared, Millimeter wave and Terahertz Waves. - 2012. - Vol. 33. - P. 649-656.
32 Кабанов И.Н. Сеточные устройства поляризации электромагнитных волн: методы анализа и технологии изготовления / И.Н. Кабанов // Антенны. -2013. - Вып. 7 (194). - С. 46-49.
33 Biber S. Design and measurement of a bandpass filter at 300 GHz based on a highly efficient binary grating / S. Biber, A. Hofmann, R. Shulz [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2004. - Vol. 52. -P. 2183-2189.
34 Безбородов В.И. Квазиоптические поляризационные аттенюаторы в терагерцовом диапазоне частот / В.И. Безбородов, В.К. Киселев,
E.М. Кулешов, М.С. Яновский // Радиофизика и электроника. - 2007. - Т. 12. -№ 2. - С. 451-455.
35 Креницкий А.П. Квазиоптические и волноводные компоненты на основе пленочных структур для диапазона СВЧ, КВЧ и ТГЧ / А.П. Креницкий, С.А. Алавердян, В.П. Мещанов // Антенны. - 2012. - № 3.- С. 15-17.
36 Алавердян С.А. Сеточные структуры поляризации электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне частот / С.А. Алавердян, С.И. Боков, Н.А. Зайцев [и др.] // Электромагнитные волны и электронные системы. - 2012. -Т. 17. - № 12. - С. 47-50.
37 Кабанов И.Н. Оптимизация двумерных периодических структур с крестообразными апертурными элементами / С.А. Алавердян, И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Радиотехника и электроника. - 2016. - Т. 61. -
№ 10. - С. 940-945.
38 Марков Г.Т. Электродинамика и распространение радиоволн / Г.Т. Марков, Б.М. Петров, Г.П. Грудинская. - М.: Советское радио, 1969. - 376 c.
39 Meixner J. The behavior of electromagnetic fields at edges / J. Meixner // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1972. - Vol. 20. - No. 7. -P. 442-446.
40 Веселов Г.И. Об электромагнитном поле вблизи ребра проводящей полуплоскости / Г.И. Веселов, Н.И. Платонов, В.Е. Агеев // Радиотехника. -1979. - Т. 4. - № 7. - С. 66-69.
41 Hacivelioglu F. Electromagnetic wave scattering from a wedge with perfectly reflecting boundaries: analysis of asymptotic techniques / F. Hacivelioglu, L. Sevgi, P.Y. Ufimtsev // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2011. - Vol. 53. -No. 3. - P. 232-253.
42 Fan R.H. Transparent metals for ultrabroadband electromagnetic waves / R.H. Fan, R.-W. Peng, X.-R. Huang, [et al.] // Advanced Materials. - 2012. - Vol. 24. - P. 1980-1986.
43 Li D. Anomalous transmission of terahertz wave through one-dimensional lamellar metallic grating / D. Li, S. Shu, F. Li, [et al.] // Optics Communications. -2011. - Vol. 284. - P. 2415-2419.
44 Awasthi S.K. Wide-angle, broadband plate polarizer with 1D photonic crystal / S.K. Awasthi // Progress in Electromagnetic Research. - 2008. - Vol. 88. -P. 321-335.
45 Armand D. Study of the transmission of subwavelength metallic grids in the THz range / D. Armand, Y. Todorov, F. Garet [et al.] // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - 2008. - Vol. 14. - No. 2. - P. 513-520.
46 Yamada I. Terahertz wire-grid polarizers with micrometer-pitch Al gratings / I. Yamada, K. Takano, M. Hangyo, [et al.] // Optics Letters. - 2009. - Vol. 34. -No. 3. - P. 274-276.
47 Герасимов В. В. Способ индикации спутников поверхностных плазмонов терагерцового диапазона / В.В. Герасимов, Б.А. Князев, А.К. Никитин, В.В. Никитин // Письма в ЖТФ. - 2010. - T. 36. - Вып. 21. - С. 93-101.
48 Шестопалов В.П. Динамическая теория решеток / В.П. Шестопалов, Ю.К. Сиренко. - Киев: Наукова Думка, 1989. - 216 c.
49 Фельдштейн А.Л. Справочник по элементам волноводной техники / А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, В.П. Смирнов. - М.: Советское радио, 1967. - 652 c.
50 Kostenko A.A. Engineering characteristics of one-dimensional small-period diffraction gratings in millimeter- and submillimeter-wave ranges / A.A. Kostenko // Microwave and Optical Technology Letters. - 1998. - Vol. 19. -No. 6. - P. 438-444.
51 Hall R.C. Scattering from a periodic array of resistive strips / R.C. Hall, R. Mittra // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 1985. - Vol. 33. - No. 9. -P. 1009-1011.
52 Petit R. Theoretical and numerical study of gratings consisting of periodic arrays of thin and lossy strips / R. Petit, G. Tayeb // Journal of Optical Society of America. - 1990. - Vol. 7. - No. 9. - P. 1686-1692.
53 Matsushima A. Integral equation analysis of plane wave scattering from multilayered resistive strips gratings / A. Matsushima, T.L. Zinenko, H. Minami, Y. Okuno // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. - 1998. - Vol. 12. -P. 1449-1469.
54 Zinenko T.L. Plane wave scattering and absorption by resistive-strip and dielectric-strip gratings / T.L. Zinenko, A.I. Nosich, Y. Okuno // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 1998. - Vol. 46. - No. 10. - P.1498-1505.
55 Гринев А.Ю. Численные методы решения прикладных задач электродинамики / А.Ю. Гринев. - М.: Радиотехника, 2012. - 336 c.
56 Bondeson A. Computational electromagnetics / A. Bondeson, T. Rylander, P. Ingelsrom. - Berlin: Springer. - 2005.
57 Swanson D.G., Hoefer J.R. Microwave circuit modeling using electromagnetic field simulation / D.G. Swanson, J. R. Hoefer. - London: Artech House. - 2003.
58 Hao Y. FDTD modeling of metamaterials: theory and applications / Y. Hao, R. Mittra. - Boston: Artech House. - 2009.
59 Банков С.Е. Анализ и оптимизация трехмерных СВЧ-структур с помощью HFSS / С.Е. Банков, А.А. Курушин, В.Д. Разевиг. - М.: Солон-Пресс. - 2005. - 216 c.
60 Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств в среде CST Microwave Studio /А.А. Курушин, А.Н. Пластиков - М.: Изд-во МЭИ. - 2011. - 152 c.
61 Банков С.Е. Расчет излучаемых структур с помощью FEKO / С.Е. Банков, А.А. Курушин. - М.: ЗАО «НПП Родник». - 2008. - 246 c.
62 Khavasi A. Enhansed reflection in one-dimensional mostly-hollow metallic gratings at terahertz frequencies / A. Khavasi, M. Miri, K. Mehrany // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2011. - Vol. 1. - No. 2. -P. 435-440.
63 Medina F. Extraordinary transmission through arrays of slits: a circuit theory model / F. Medina, F. Mesa, D.C. Skigin // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques. - 2010. - Vol. 58. - No. 1. - P. 105-115.
64 Medina F. Circuit model for metallic gratings with tapered and stepped slits / F. Medina, R. Rodriguuez-Berral, F. Mesa // Proceedings of the 7th European Microwave Integrated Circuits Conference. - 2012. - Amsterdam. The Netherlands. -P. 845-848.
65 Filipovic D. Low frequency TM plane wave scattering from two-layer double-strip grating with equal gaps / D. Filipovic, T. Dlabac // Facta Universitatis. Ser. Electrical Engineering. - 2006. - Vol. 19. - No. 3. - P. 379-384.
66 Holloway C.L. An overview of the theory and applications of metasurfaces: the two-dimensional equivalents of metamaterials / C.L. Holloway, E.F. Kuester, J.A. Gordon, [et al.] // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2012. - Vol. 54. -No. 2. - P. 10-35.
67 Costa F. Efficient analysis of frequency-selective surfaces by a simple equivalent-circuit model / F. Costa, A. Monorchio, G. Manara // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2012. - Vol. 54. - No. 4. - P. 35-48.
68 Wu T.K. Frequency selective surfaces and grid array / T.K. Wu. - New York: John Wiley & Sons. - 1995.
69 Chen H.-T. Complementary planar terahertz metamaterials / H.-T. Chen, J.F. O'Hara, A.J. Taylor, R.D. Averitt // Optics Express. - 2007. - Vol. 15. - No. 3. -P. 1084-1095.
70 Кабанов И.Н. Частотно-селективные структуры микроволнового и терагерцевого диапазонов / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Антенны. - 2014. - Вып. 7 (206). - С. 62-68.
71 Латыпова А.Ф. Сверхширокополосные радиопоглощающие структуры с сосредоточенными и распределенными диссипативными элементами / А.Ф. Латыпова // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - Воронеж. - 2015.
72 Wilbert D.S. Equivalent-circuit interpretation of polarization insensitive performance of THz metamaterial absorbers / D.S. Wilbert, M.P. Hokmabadi, P. Kung, S.M. Kim // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. -2013. - Vol. 3. - No. 6. - P. 846-850.
73 Zhu N. Photoconductive THz antenna designs with high radiation efficiency, high directivity and high aperture efficiency / N. Zhu, R.W. Ziolkowski // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. -P. 721-730.
74 Lee S.H. Broadband modulation of terahertz waves with non-resonant graphene meta-devices / S.H. Lee, H.-D. Kim, H.J. Choi [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No 6. - P. 764-771.
75 Li B. Synthesis of quasi-elliptic bandpass frequency-selective surface using cascaded loop arrays / B. Li, Z. Shen // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -2013. - Vol. 61. - No. 6. - P. 3053-3059.
76 Liu X. Frequency selective surface design for a dual-channel quasi-optical system / X. Liu, L. Xu., J. Yu [et al.] // Microwave and Optical Technology Letters. -2014. - Vol. 56. - No. 10. - P.2365-2369.
77 Johansson M. Effective electromagnetic properties of honeycomb composites, and hollow pyramidal and alternating wedge absorbers / M. Johansson, C.L. Holloway, E.F. Kuester // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -2005. - Vol. 53. - No. 2. - P. 728-736.
78 Kuester E.F. Averaged transition conditions for electromagnetic fields at a metafilm / E.F. Kuester, M.A. Mohamed, M. Piket-May, C.L. Holloway // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2003. - Vol. 51. - No. 10. -P. 2641-2651.
79 Пименов Ю.В. Техническая электродинамика / Ю.В. Пименов, В.И. Вольман, А.Д. Муравцов - М.: Радио и связь. - 2000. - 536 c.
80 Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника / А.Д. Григорьев - С.-Пб.: Лань. - 2007. - 704 c.
81 Zhu L. Low-loss magnetic metamaterial at THz frequencies by suppressing radiation losses / L. Zhu L., F.Y. Meng, L. Dong [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. - P. 805-811.
82 Wongkasen N. Novel broadband terahertz negative refractive index metamaterials: analysis and experiment / N. Wongkasen, A. Akyurtlu // Progress in Electromagnetic Research. - 2006. - Vol. 64. - P. 205-218.
83 Wongkasen N. Group theory based design of isotropic negative refractive index metamaterials / N. Wongkasen, A. Akyurtlu // Progress in Electromagnetic Research. - 2006. - Vol. 63. - P. 295-310.
84 Vegesna S. Terahertz two-layer frequency selective surfaces with improved transmission characteristics / S. Vegesna, Y. Zhu, A. Bernussi, M. Saed // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2012. - Vol. 2. - No. 4. -P. 441-448.
85 Weile D.S. Reduced-order modeling of multiscreen frequency-selective surfaces using Krylov-based rational interpretation / D.S. Weile, E. Michielssen,
K. Gallivan // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2001. - Vol. 49. -No. 5. - P. 801-813.
86 Singh D. Analysis of frequency selective surfaces for radar absorbing materials / D. Singh, A. Kumar, S. Meena, V. Agarwala // Progress in Electromagnetic Research B. - 2012. - Vol. 38. - P. 297-314.
87 Samaddar P. Stusty on dual band frequency selective surface for different incident angles / P. Samaddar, S. De, S. Sarkar, [et al.] // International Journal of Soft Computing and Engineering. - 2013. - Vol. 2. - No. 6. - P. 340-342.
88 Lomakin V. Transmission through and wave guidance on metal plates perforated by periodic arrays of through-holes of subwavelength coaxial cross-section / V. Lomakin, S. Li, E. Michielssen // Microwave and Optical Technology Letters. -2007. - Vol. 49. - No. 7. - P. 1554-1558.
89 Dickie R. THz frequency selective surface filters for earth observation remote sensing instruments / R. Dickie, R. Cahill, V. Fusco [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2011. - Vol. 1. - No. 2. - P. 450-461.
90 Costa F. Analysis and design of ultra thin electromagnetic absorbers comprising resistively loaded high impedance surfaces / F. Costa, A. Monorcho, G. Manara // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2010. - Vol. 58. -No. 5. - P. 1551-1558.
91 Al-Naib I. Novel THz metamaterial designs: from near- and far-field coupling to high-Q resonances / I. Al-Naib, C. Jansen, R. Singh [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. -P. 772-782.
92 Chowdhury D.R. Near field coupling in passive and active terahertz metamaterial devices / D.R. Chowdhury, A.K. Azad, R. Singh // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. - P. 783-790.
93 Singh R. The Fano resonances in symmetry broken terahertz metamaterials / R. Singh, I. Al-Naib, W. Cao [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. - P. 820-826.
94 Liu L. Temperature control of terahertz metamaterials with liquid crystals / L. Liu, I.V. Shadrivov, D.A. Powell [et al.] // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2013. - Vol. 3. - No. 6. - P. 827-831.
95 Dewani A.A. Miniaturized meandered square frequency selective surface on a thin flexible dielectric with selective transmission / A.A. Dewani, S.G. O'Keefe, D.V. Thiel, A. Galehdar // Flexible and Printed Electronics. - 2016. - No. 1. - 025001.
96 Sivasamy R. Polarization-independent single-layer ultra-wideband frequency-selective surface / R. Sivasamy, B. Moorthy, M. Kanagasabai [et al.] // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. - 2017. - Vol. 9. -No. 1. - P. 93-97.
97 Singh P.K. Broadband millimeterwave metamaterial absorber based on embedded of dual resonators / P.K. Singh, S.K. Ameri, L. Chao [et al.] // Progress in Electromagnetics Research. - 2013. - Vol. 142. - P. 625-638.
98 Neto A.G. Bandpass frequency selective surface using asymmetrical slot four arms star geometry / A.G. Neto, J.C. Costa de Silva, J.N. de Carvalho [et al.] // Microwave and Optical Technology Letters. - 2016. - Vol. 58. - No. 5. -P. 1105-1109.
99 MacDonald M.E. Spectral transmittance of lossy printed resonant-grid terahertz bandpass filters / M.E. MacDonald, A. Alexanian, R.A. York [et al.] // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2000. - Vol. 48. - No. 4. -P. 712-718.
100 Ebrahimi A. Second-order terahertz bandpass frequency selective surface with miniaturized elements / A. Ebrahimi, S. Nirantar, W. Withayachumnankul [et al.] // IEEE Trans. Terahertz Science and Technology. - 2015. - Vol. 5. - No. 5. -P.761-769.
101 Wang Y. Micromachined thick mesh filters for millimeter-wave and terahertz applications / Y. Wang, B. Yang, Y. Tian, R.S. Donnan // IEEE Trans. Terahertz Science and Technology. - 2014. - Vol. 4. - No. 2. - P. 247-253.
102 Вендик И.Б. Метаматериалы и их применение в технике сверхвысоких частот (обзор) / И.Б. Вендик, О.Г. Вендик // Журнал технической физики. -2013. - Т. 83. - Вып. 1. - С. 3-28.
103 Metamaterials. Physics and engineering exploration / Ed. by N. Engheta, R.W. Ziolkowski. - New York: IEEE Press & Wiley. - 2006.
104 Tutorials in metamaterials / Ed. by M.A. Noginov, V.A. Podolskiy. New York: CRC Press. - 2012.
105 Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн / С. И. Баскаков - М.: Высшая школа. - 1992. - 416 с.
106 Климов В.В. Наноплазмоника / В.В. Климов. - М.: Физматлит. -2009. - 480 с.
107 Solymar L. Waves in metamaterials / L. Solymar, E. Shamonina. - Oxford: Oxford University Press. - 2009.
108 Князев Б.А. Поверхностные электромагнитные волны: от видимого диапазона до микроволн / Б.А. Князев, А.В. Кузьмин // Вестник НГУ. Серия Физика. - 2007. - Т. 2. - Вып. 1. - С. 108-122.
109 Porto J.A. Transmission resonances on metallic gratings with very narrow slits / J.A. Porto, F.J. Garsia-Vidal, J.B. Pendry // Physics Review Letters. - 1999. -Vol. 83. - No. 14. - P. 2845-2848.
110 Bowden B. Silver/polystyrenecoated hollow glass waveguides for the transmission of terahertz radiation / B. Bowden, J.A. Harrington, O. Mitrofanov // Optics Letters. - 2007. - Vol. 32. - P. 2945-2947.
111 Sarabandi K. A frequency selective surface with miniaturized elements / K. Sarabandi, N. Behdad // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -2007. - Vol. 55. - No. 5. - P. 1239-1245.
112 Porto J. A. Transmission resonances on metallic gratings with very narrow slits / J.A. Porto, F.J. Garcia-Vidal, J.B. Pendry // Physics Review Letters. - 1999. -Vol. 83. - No. 14. - P. 2845-2848.
113 Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимации / О. Зенкевич, М. Морган. - М.: Мир, 1986. - 318 с.
114 Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд - М.: Мир. - 1979 - 392 с.
115 Vakis J.L. Finite element method for electromagnetics / J.L. Vakis,
A. Chatterjee, L.C. Kempel. - New York: IEEE Press. - 1998 - 344 p.
116 Jin J. Finite element method in electromagnetics / J. Jin - New York: John Wiley. - 2002. - 345 c.
117 Давидович М.В. Метод конечных элементов в пространственно-временной области для нестационарной электродинамики / М.В. Давидович // Журнал технической физики. - 2006. - Т. 76. - Вып. 1. - С. 13-23.
118 Songoro H. Keeping time with Maxwell's equations / H. Songoro, M. Vogel, Z. Cendes // IEEE Microwave Journal.- 2010.- Vol. 11. - No. 2. - P. 42-49.
119 Nazari M. A structured grid finite element method using computed basis functions / M. Nazari, J.P. Webb // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -2017. - Vol. 65. - No. 3. - P. 1215-1223.
120 Банков С.Е. Анализ и оптимизация трехмерных СВЧ-структур с помощью HFSS / С.Е. Банков, А.А. Курушин, В. Д. Разевиг. М.: Солон-Пресс. -2005. - 128 c.
121 Doumanis E. Filter design for satellite communications. Helical resonator technology / E. Doumanis, G. Goussetis, S. Kosmopoulos. - Boston: Artech House. -2015. - 203 p.
122 Fernandez F.A. Microwave and optical waveguide analysis by the finite element method / F.A. Fernandez, Y. Lu. - New York: John Wiley and Sons and RSE Press. - 1996. - 316 p.
123 Rahman B.M. Finite element modeling methods for photonics /
B.M. Rahman, A. Agrawal - Boston: Artech House, 2013. - 247 p.
124 Каbаnоv I.N. Development and computer aided design of meta gratings for microwave mesh polarizers / S.A. Alaverdyan, I.N. Каbаnоv, V.V. Komarov, V.R Meshanov // IEEE Transactions of Microwave Theory and Techniques. - 2015. -Vol. 63. - No. 8. - P. 2509-2514.
125 Cendes Z.J. The transfinite element method for modeling MMIC devices / Z.J. Cendes, J. F. Lee // IEEE Transactions of Microwave Theory and Techniques. -1988. - Vol. -36. - No. 12. - P. 1639-1649.
126 Lee J.F. Analysis of passive microwave devices by using three-dimensional tangential vector finite elements / J.F. Lee // International Journal of Numerical Modeling. - 1990. - Vol. 3. - P. 235-246.
127 Railton C.J. An analytical and numerical analysis of several locally conformal FDTD schemes / C.J. Railton, J.B. Schneider. - IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 1999. - Vol. 47. - No. 1. - P. 56-66.
128 Sullivan D.M. Electromagnetic simulation using the FDTD method / D.M. Sullivan. - New York: IEEE Press. - 2000. - 312 p.
129 Taflove A. Computational electrodynamics: the finite difference time domain method / A. Taflove, S.C. Hagness. - Norwood, MA: Artech House. - 2005. -1038 p.
130 Yu W. Advanced computational electromagnetic methods and applications / W. Yu, W. Li, A. Elsherbeni, Y. Rahmat-Samii. - Norwood. - MA: Artech House. -2015 - 600 p.
131 Krupezevic D.V. The wave-equation FDTD method for the efficient eigenvalue analysis and S-matirx computation of waveguide structures / D.V. Krupezevic, V.J. Brankovic, F. Arndt // IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique. - 1993. - Vol. 41. - No. 12. - P. 2109-2114.
132 Celuch-Marcysiak M. Spatially looped algorithms for time-domain analysis of periodic structures / M. Celuch-Marcysiak, W.K. Gwarek // IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique. - 1995. - Vol. 43. - No. 4. -P. 860-865.
133 Григорьев А.Д. Современные методы моделирования нестационарных электромагнитных полей / А.Д. Григорьев // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. - 1999. - Т. 7. - № 4. - С. 48-58.
134 Celuch-Marcysiak M. Properties of the FDTD method relevant to the analysis of microwave power problems / M. Celuch-Marcysiak, W.K. Gwarek //
Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. - 2007. - Vol. 41. -No. 4. - P. 62-80.
135 Denecker B. A new state-space-based algorith to assess the stability of the finite difference time domain method for 3D finite inhomogenous problem / B. Denecker, L. Knockaert, F. Olyslager, D. Zutter // International Journal of Electronics and Communication (AEU). - 2004. - Vol. 58. - P. 339-348.
136 Мучкаев В.Ю. Уменьшение неоднородности продольной компоненты электрического поля в выходных резонаторах многолучевых клистронов /
B.Ю. Мучкаев, В.А. Царев // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Саратов. - 2012. -
C. 191-195.
137 Yu W. High-performance conformal FDTD techniques / W. Yu, R. Mittra, X. Yang, Y. Liu, Q. Rao, A. Muto // IEEE Microwave Magazine. - 2010. -Vol. 11. - No. 4. - P. 42-55.
138 Gwarek W.K. Wide-band S-parameters extraction from FDTD simulations for propagating and evanescent modes in inhomogeneous guides / W.K. Gwarek, M. Celuch-Marcysiak // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. -2003. - Vol. 51. - No. 8. - P. 1920-1928.
139 Ong C.Y. Speed it up / C.Y. Ong, M. Weldon, S. Quiring [et al.] // IEEE Microwave Magazine. - 2010. - Vol. 11. - No. 2. - P. 70-78.
140 Lotfi Neyestanak A.A. New reflector-backed Fresnel zone plate antenna using electromagnetic band gap / A.A. Lotfi Neyestanak, R. Jafari Jam, B. Biglarbegian, S. Safavi Naeini // IET Microwaves, Antennas and Propagation. -2010. - Vol. 4. - No. 7. - P. 847-854.
141 Yee K.S. Numerical solution of initial boundary value problems inVving Maxwell's equations in isotropic media / K.S. Yee // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 1966. - Vol. 14. - No. 4. - P. 302-307.
142 Комаров В.В. Специализированные системы обработки образцов диссипативных материалов и сред СВЧ-излучением / В.В. Комаров // Дисс. на
соиск. уч. ст. д.т.н. - Саратов: Саратовский государственный технический университет. - 2007.
143 Xiang D. Transmission resonances of compound metallic gratings with two subwavelength slits in each period / D. Xiang, L. Wang, X. Li [et al.] // Optics Express.
- 2011. - Vol. 19. - No. 3. - P. 2187-2192.
144 Brovenko A. Surface resonances of metal stripe grating on the plane boundary of metamaterial / A. Brovenko, P. Melezhik, A. Povadinchuk, N. Yashina // Progress in Electromagnetics Research. - 2006. - Vol. 63. - P. 209-222.
145 Todorov Y. Optical properties of metal-dielectric-metal microcavities in the THz frequency range / Y. Todorov, L. Tosetto, J. Teissier [et al.] // Optics Express.
- 2010. - Vol. 18. - No. 13. - P. 13886-13907.
146 Hibbins A.P. Microwave transmission of a compound metal grating / A.P. Hibbins, I. R. Hooper, M.J. Lockyear, J. R. Sambles // Physical Review Letters. - 2006. - Vol. 96. - 257402.
147 Hou B. Transmission resonances of electromagnetic wave through metallic gratings: phase and field characterization / B. How, W. Wen // Optics Express. -2008. - Vol. 16. - No. 21. - P. 17098-17106.
148 Forti D.L. Tunable amplitude and phase modulation in terahertz regime using transverse stratified configuration / D.L. Forti, R.G. Lindquist, M.S. Heimbeck // Progress in Electromagnetic Research. - 2015. - Vol. 150. -P. 59-71.
149 Garcia N. Theory of electromagnetic wave transmission through metallic gratings of subwavelength slits / N. Garsia, M. Nieto-Vesperinas // Journal of Optics: Pure and Applied Optics. - 2007. - Vol. 9. - P. 490-495.
150 Кабанов И.Н. Исследование одномерных поляризационных решеток в терагерцевом диапазоне частот / И.Н. Кабанов // Радиотехника. - 2013. - № 5.-С. 27-29.
151 Кабанов И.Н. Передаточные характеристики сеточных поляризаторов терагерцового диапазона / С.А. Алавердян, С.И. Боков, В.М. Исаев, И.Н. Кабанов [и др.] // Динамика сложных систем. - 2012. - № 4. - С. 89-94.
152 Кабанов И.Н. Математическое моделирование дифракции электромагнитных волн на сеточных поляризационных структурах / С.А. Алавердян, И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Радиотехника и электроника. - 2014. - Том. 59. - № 9. - С. 925-931.
153 Кабанов И.Н. Расчет и оптимизация микроволновых и терагерцевых частотно-селективных структур для систем специальной техники МЧС /
A.П. Зверев, И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2015. - Т. 1. - № 2 (25). -С. 44-48.
154 Кабанов И.Н. Устройства поляризации радиоволн терагерцового диапазона частот / С.А. Алавердян, С.И. Боков, Н.А. Зайцев, В.М. Исаев, И.Н. Кабанов [и др.] // Методологические проблемы создания, испытаний и применения информационно-ударной тропосферы в ВС РФ: научно-технический сборник «Известия». - Москва: ВА РВСН, 2012. - № 250. -С. 261-274.
155 Кабанов И.Н. Численное моделирование микроволновых сеточных поляризаторов / И.Н. Кабанов, В.В. Семенчук // Материалы XVIII Координационного научно-технического семинара по СВЧ технике. -Нижний Новгород: ОАО «НПП «Салют», 2013. - С. 55-56.
156 Кабанов И.Н. Двумерная численная модель дифракционной решетки / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, А.А. Невский // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-27): сборник трудов XXVII Международной научной конференции. - Саратов: СГТУ им. Гагарина Ю.А., 2014. - Т. 4. - С. 149-150.
157 Кабанов И.Н. Особенности моделирования микроволновых и терагерцевых частотно-селективных структур // В.П. Мещанов, И.Н. Кабанов,
B.В. Комаров [и др.] // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2014): материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Саратов: СГТУ им. Гагарина Ю.А. - 2014. - Том 1. - С. 232-235.
158 Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П. Норенков - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2006. - 336 с.
159 Ли К. Основы САПР / К. Ли - СПб.: Питер. - 2004.
160 Коломейцев В.А. Базы данных нового типа для систем автоматизированного проектирования устройств СВЧ нагрева / В.А. Коломейцев, В.В. Комаров // Радиотехника и связь: м-лы 3-й Междунар. науч.-техн. конф. Саратов. - СГТУ. - 2006. - С.337-343.
161 Евтушенко О.И. Использование сплайновых моделей при расчете параметров прямоугольного волновода с Т-выступом / О.И. Евтушенко, В.Г. Насыров, И.М. Чекрыгина // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1992. -№ 12. - С. 60-62.
162 Заварыкин В.М. Численные методы / В.М. Заварыкин, В.Г. Житомирский, М.П. Лапчик. - М.: Просвещение. - 176 с.
163 Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / Под ред. В.И. Вольмана - М.: Радио и связь. - 1982. - 326 с.
164 Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мелихова - М.: Энергоатомиздат. - 1991. - 1232 с.
165 Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств / О.В. Алексеев, А.А. Головков, И.Ю. Пивоваров [и др.] / Под ред. О.В. Алексеева - М.: Высшая школа, 2000. - 479 с.
166 Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации / Ю.И. Дегтярев - М.: Радио и связь. - 1980. - 272 с.
167 Волноводы с поперечным сечением сложной формы / Под ред.
B.М. Седых - Харьков: Изд-во ХГУ. - 1979. - 128 с.
168 Силин Р.А. Расчет характеристик линий передачи СВЧ / Р.А. Силин // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. - 1992. - Вып. 6 (450). -
C. 51-64.
169 Tham Q.C. Modes and cutoff frequencies of crossed rectangular waveguides / Q.C. Tham // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 1977. - Vol. 25. - No. 7. - P. 586-588.
170 Мещанов В.П. Автоматизированное проектирование направленных ответвителей СВЧ / В.П. Мещанов, А. Л. Фельдштейн. - М.: Связь. - 1980. -144 c.
171 Мещанов В.П. Коаксиальные пассивные устройства / В.П. Мещанов,
B.Д. Тупикин, С.Л. Чернышев - Саратов: Изд-во СГУ. - 1993. - 447 c.
172 Синтез сверхширокополосных микроволновых структур / Под ред. А.П. Креницкого и В.П. Мещанова. - М.: Радио и связь. - 2005. - 514 c.
173 Mechenova V.A. Efficiency optimization for systems and components in microwave power engineering / V.A. Mechenova, V.V. Yakovlev // International Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. - 2004. - Vol. 39. -No. 1. - P. 15-29.
174 Комаров В.В. Оптимизация S-параметров численных моделей диссипативных СВЧ-элементов сложной конфигурации / В.В. Комаров // Электромагнитные волны и электронные системы. - 2006.-Т. 11. - № 2/3. -
C. 64-73.
175 Кабанов И.Н. Разработка и моделирование двумерных периодических структур для узкополосной фильтрации сигналов / В.П. Мещанов, С.А. Алавердян, И.Н. Кабанов, В.В. Комаров // Радиотехника. - 2014. - № 10. -С. 9-13.
176 Кабанов И.Н. Характеристики рассеяния фильтров на метаповерхностях W-диапазона / С.А. Алавердян, О.В. Воронков, И.Н. Кабанов [и др.] // Наукоемкие технологии. - 2015. - № 1. -Том 16.- С. 15-19.
177 Кабанов И.Н. Формулировка целевой функции задачи оптимизации частотно-селективных структур / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, А.С. Петушков // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-27): сборник трудов XXVII Международной научной конференции. - Саратов: СГТУ им. Гагарина Ю.А. - 2014. - Т. 4. - С. 151-152.
178 Кабанов И.Н. СВЧ изделия для РЛС миллиметрового диапазона длин волн с широкополосным зондирующим сигналом / И.Н. Кабанов, И.А. Кокорин, А.М. Петров // Материалы II-й Межотраслевой научно-технической
конференции. - Львов: РТИ им. С.М. Минца. - 1990. - С. 186-197.
179 Кабанов И.Н. Алгоритм рационального выбора СВЧ элементной базы для перспективной радиоэлектронной аппаратуры / И.Н. Кабанов, П.А. Кондратенко, Ю.И. Шелякин // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: материалы 8-ой Международной Крымской микроволновой конференции (КрыМиКо 1998). - Севастополь. - 1998. - С. 366-369.
180 Кабанов И.Н. Перспективы использования мм-диапазона длин волн и развитие изделий электронной техники для современных радиоэлектронных средств / Н.В. Баранов, И.Н. Кабанов, И.А. Ленюшкин // Труды 22 ЦНИИИ МО РФ. - 1992. - № 42. - С. 23-31.
181 Молчанов С.Ю. Создание узкополосного фильтра терагерцевого диапазона на основе нанокомпозитных материалов и частотно-селективных проводящих поверхностей / С.Ю. Молчанов, Н.М. Ушаков // Радиотехника. -2015. - № 7. - С. 55-57.
182 Chatterjee A. A dual layer frequency selective surface reflector for wideband applications / A. Chatterjee, S.K. Parui // Radioengineering. - 2016. -Vol. 25. - No. 1. - P. 67-72.
183 Campos A.L. Investigation of enhancement band using double screen frequency selective surface with Koch fractal geometry at millimeter wave range / A.L. Campos, R.H. Manicoba, A.G. d'Asuuncao // Journal of Infrared, Millimeter wave and Terahertz Waves. - 2010. - Vol. 31. - P. 1503-1511.
184 Narayan S. A novel EM analysis of double-layered thick FSS based on mm-gsm technique for radome applications // S.A. Narayan, K. Prasad, R.U. Nair, R.M. Jha // Progress in Electromagnetics Research Letters. - 2012. - Vol. 28. -P. 53-62.
185 Achouri K. Synthesis of electromagnetic metasurfaces: principles and illustrations / K. Achouri, B.A. Khan, S. Gupta [et al.] // EPJ Applied Metamaterials. -2015. - Vol. 2. - No. 12. - 11 p.
186 Abdin M. A novel dual-band frequency selective surface absorber / M. Abdin, U. Rafique, F. Malik [et al.] // International Journal of Electromagnetics and Applications. - 2012. - Vol. 2. - No. 6. - P. 182-185.
187 Jiu-Sheng L. Terahertz-wave absorber based on metamaterials / L. Jiu-Sheng // Microwave and Optical Technology Letters. - 2103. - Vol. 55. -No. 4. - P. 793-795.
188 Kong H. Polarization-independent metamaterial absorber for terahertz frequency / H. Kong, G. Li, Z. Jin [et al.] // International Journal of Infrared, Millimeter Wave and Terahertz Waves. - 2012. - Vol. 33. - P. 649-656.
189 Kiani G.I. Oblique incidence performance of a novel frequency selective surface absorber / G.I. Kiani, K.L. Ford, K.P. Essele [et al.] // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2007. - Vol. 55. - No. 10 - P. 2931-2934.
190 Costa F. Closed-form analysis of reflection losses in microstrip reflectarray antennas / F. Costa, A. Monorchio // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2012. - Vol. 60. - No. 10. - P. 4650-4660.
191 Kazemzadeh A. Nonmagnetic ultrawideband absorber with optimal thickness / A. Kazemzadeh // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -2011. - Vol. 59. - No. 1. - P. 135-140.
192 Kern D.J. Magnetic loading of EBG AMC ground planes and ultrathin absorbers for improved bandwidth performance and reduced size / D.J. Kern, D.H. Werner // Microwave and Optical Technology Letters. - 2006. - Vol. 48. -No. 12. - P. 2468-2471.
193 Rafique U. Skewed frequency selective surface absorber / U. Rafique, M.A. Khan, M.T. Afzal, [et al.] // International Journal of Advancements in Research and Technology. - 2012. - Vol. 1. - No. 7. - 4 p.
194 Кабанов И.Н. Двухсторонние микроволновые радиопоглощающие метаповерхности / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Радиотехника. -2016. - № 7. - С. 17-20.
195 Кабанов И.Н. Частотно-селективные структуры управления параметрами микроволновых сигналов / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров,
B.П. Мещанов // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016): Труды 13-й Междунар. науч.-техн. конф. - Т. 8. - Новосибирск. - 2016. -
C. 82-85.
196 Кабанов И.Н. Частотно-селективный поглотитель миллиметровых волн / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Электроника и микроэлектроника СВЧ 2016: м-лы Всероссийской науч.-техн. конф. - Т 2. -№ 1. - 2016. - Санкт-Петербург. - С. 140-142.
197 Кабанов И.Н., Комаров В.В., Мещанов В.П. Программа для трехмерного анализа FSSA3D. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618350 от 28.07.2017.
198 Кабанов И.Н. Сверхтонкая поглощающая метаповерхность миллиметрового диапазона / И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016): материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Саратов: СГТУ им. Гагарина Ю.А., 2016. -С. 272-275.
199 Коломейцев В.А. Моделирование нерегулярных волноведущих структур сложной конфигурации с неоднородным поглощающим заполнением / В.А. Коломейцев, В.В. Комаров, С.В. Хомяков // Радиотехника и электроника. - 2000. - Т. 45. - № 12. - С. 1420-1425.
200 Rylander T. Stable FEM-FDTD hybrid method for Maxwell's equations / Т. Rylander, А. Bondeson // Computer Physics Communications. -2000. - N. 125. - P. 75-82.
201 Кабанов И.Н., Комаров В.В., Мещанов В.П. Программа двумерного моделирования MG2D. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618129 от 24.07.2017.
202 Гольденберг Б. Г. Изготовление LIGA-шаблонов для создания микрофлюидных аналитических систем / Б. Г. Гольденберг, Т.Н. Горячковская, В.С. Елисеев [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2008. - No. 8. - С. 61-64.
203 Кузнецов С. А. Разработка медных сеточных структур для частотной и пространственной селекции ТГц-излучения Новосибирского лазера на свободных электронах / С. А. Кузнецов, Б.Г. Гольденберг, П.В. Калинин [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования.-2009. - No. - 9. - С. 38-49.
204 Пономарева З. И. Способ изготовления дифракционной решётки / З.И. Пономарева, Ю.В. Кондрашенков Е.А. Котюргин, Е.В. Онуфриева, И.А. Никонова / Патент РФ № 2393512 (13). БИ № 1, 2006.
205 Креницкий А.П. Ионно-лучевая литография в технологии полупроводниковой СВЧ-микроэлектроники / А.П. Креницкий, С.А. Алавердян, В.П. Мещанов // Антенны. - 2012. - № 3 (178). - С. 15-17.
ПРИЛОЖЕНИЯ
В данном приложении приведен текст программы на объектно-ориентированном языке UDO (User Defined Object), встроенном в пакете программ QuickWave-3D для расчета методом конечных разностей передаточных характеристик частотно-селективных поверхностей с крестообразными апертурными элементами.
еошшеП="Программа трехмерного моделирования полосно-пропускающих фильтров с крестообразными апертурными элементами";
bitmap="BPF140.bmp";
# Задание основных параметров фильтра
PAR("name", oname, "BPF140"); PAR("waveguide length (x-axis)", a, 0.7); PAR("waveguide width (y-axis)", b, 15.2); PAR("waveguide height (z-axis)", h, 1.373); PAR("teflon slab width (y-axis)", b1, 0.5); PAR("metal slab thickness (x-axis)", t, 0.2); PAR("cross large size (y-axis)", q, 1.123); PAR("cross small size (z-axis)", d, 0.02); PAR("distance between crosses (y-axis)", r, 0.25); PAR("number of crosses (y-axis)", nl,11); PAR("medium", med, "air" ); PAR("medium", med1, "metal" ); PAR("mesh size1 (x-axis)", msx1, 0.05); PAR("mesh size2 (x-axis)", msx2, 0.025); PAR("mesh size (y-axis)", msy1, 0.05);
PAR("mesh size (y-axis)", msy2, 0.02); PAR("mesh size1 (z-axis)", msz1, 0.05); PAR("mesh size2 (z-axis)", msz2, 0.02);
PAR("rotation angle",rota,0); PAR("type (E/N)", type, E );
ENDHEADER;
OPENOBJECT(oname);
# Waveguide with teflon slabs (волноводный элемент с тефлоновыми вставками)
CALL( "basic/cubo.udo", waveguide, a, b, h, med, type, rota, x+a/2+t, y, z, 11 ); CALL( "basic/cubo.udo", waveguide, a, b, h, med, type, rota, x-a/2, y, z, 11 );
CALL( "basic/cubo.udo", slab1, a, b1, h, teflon, type, rota, x+a/2+t, y+b/2-b1/2, z, 11 );
CALL( "basic/cubo.udo", slab2, a, b1, h, teflon, type, rota, x+a/2+t, y-b/2+b1/2, z, 11 );
CALL( "basic/cubo.udo", slab1, a, b1, h, teflon, type, rota, x-a/2, y+b/2-b1/2, z, 11 ); CALL( "basic/cubo.udo", slab2, a, b1, h, teflon, type, rota, x-a/2, y-b/2+b1/2, z, 11 );
# Metal slab with crosses (металлическая пластина с апертурными элементами)
CALL( "basic/cubo.udo", mslab, t, b, h, med1, type, rota, x+t/2, y, z, 11 ); CALL( "screens/arrayR_Rmn.udo", hlamel, t, q, d, 0.1, r, 1, nl, med, Y, x, y-b/2+b1, z+h/2-d/2, 14 );
CALL( "screens/arrayR_Rmn.udo", vlamel, t, d, q, 0.1, r+(q-d), 1, nl, med, Y, x, y-b/2+b1+q/2-d/2, z+h/2-q/2, 14 );
#Special planes (специальные плоскости)
CALL( "elements/specxud.udo", spl, 1, msx2, msxl, x, y, z, 8 ); CALL( "elements/specxud.udo", sp2, 1, msxl, msx2, x+t, y, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp3, 1, msy2, msyl, x, y-b/2+b1+q/2-d/2, z, 8 ); CALL( "elements/specyud.udo", sp4, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+s, z, 8 ); CALL( "elements/specyud.udo", sp5, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+q+r, z, 8);
CALL( "elements/specyud.udo", sp6, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+q+r+s, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp7, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+2*q+2*r, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp8, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+2*q+2*r+s, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp9, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+3*q+3*r, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp10, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b 1+q/2+d/2+3*q+3*r+s, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp11, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+4*q+4*r, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp12, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+4*q+4*r, z+s, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp13, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+5*q+5*r, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp14, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+5*q+5*r, z+s, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp15, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+6*q+6*r, z, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp16, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+6*q+6*r, z+s, 8 );
CALL( "elements/specyud.udo", sp1V, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+V*q+V*r, z, S );
CALL( "elements/specyud.udo", sp1S, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+V*q+V*r, z+s, S );
CALL( "elements/specyud.udo", sp19, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+S*q+S*r, z, S );
CALL( "elements/specyud.udo", sp20, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+S*q+S*r, z+s, S );
CALL( "elements/specyud.udo", sp21, 1, msy2, msy1, x, y-b/2+b1+q/2-d/2+9*q+9*r, z, S );
CALL( "elements/specyud.udo", sp22, 1, msy1, msy2, x, y-b/2+b1+q/2+d/2+9*q+9*r, z+s, S );
CALL( "elements/speczud.udo", sp23, 1, msz2, msz1, x, y, z+h/2-d/2, S ); CALL( "elements/speczud.udo", sp24, 1, msz1, msz2, x, y, z+h/2+d/2, S );
#Ports (порты)
CALL( "elements/portxe.udo", pname, h, b, UP, 1, 0.25, pname, 0, 0, x-a, y-b/2, z, 13 );
CALL( "elements/portxe.udo", pname1, h, b, DOWN, 2, 0.25, pname1, 0, 0, x+a+t, y-b/2, z, 13 );
CLOSEOBJ;
УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор
«Феррит-Домен»
Медовников 2017 г.
АКТ
внедрения результатов докторской диссертаций Кабанова И.Н. на тему: «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн»
Комиссия в составе; заместителя генерального директора, начальника научно-производственного комплекса Федорова В.В., заместителя начальника НПК-2 по производству Смирнова В,В., главного научного сотрудника, зам. председателя НТС АО «НИИ «Феррит-Домен» доктора технических наук Петрова В.В. составила настоящий акт в том, что практические результаты разработанных в докторской диссертации Кабанова И.Н. математических моделей и комплексов программ были реализованы в виде созданных им в соавторстве сеточных поляризаторов, которые внедрены АО «НИИ «Феррит-Домен» в быстродействующих ферритовых переключателях высокого уровня мощности ФВПВ1-4 (Государственные контракты от 24,04.2006 г. №22/1-7; от 04.04.201 1 г. № 22/41-1; от 10.05.2012 г. № 24/1-3; от 11.11.2015 г. № 24/1-3; от 29.06.2017 г. № 1620187313541412245017127/20157Г).
Получены недостижимые ранее значения уровня пропускания сеточных поляризаторов в параллельном и перпендикулярном направлениях относительно плоскости поляризации вектора напряжённости электрического поля, они составили; -35...-43 дБ и -0,2...-0,6 дБ соответственно. По этому параметру устройства более чем на порядок превзошли лучшие мировые разработки (в частности, разработки лидера в этом направлении - фирмы Microtech Instruments).
Применение разработанных устройств поляризации позволило улучшить чувствительность, избирательность и помехозащищенность антенных систем радиолокационных станций ближнего радиуса действия. Кроме того, как
2
показали испытания, переключатели высокого уровня мощности с примененными в них устройствами поляризации могут работать при температурах от минус 60 °С до плюс 85 °С, при высоких уровнях мощности, повышенной влажности и в условиях вибрации, что выгодно отличают их от аналогов.
Разработанная для изготовления таких устройств новая технология двустороннего струйного травления позволяет создавать
многофункциональные компоненты квазиоптических и волноводных трактов, таких как полосовые фильтры, аттенюаторы, направленные ответвители, фазовращатели. Она дает существенный экономический эффект, как за счет снижения затрат на производство поляризаторов, так и за счет увеличения срока их службы. Реализация терагерцевых поляризаторов осуществляется только на отечественной электронной компонентной базе, что является несомненным шагом к обеспечению технологической независимости.
Заместитель генерального директора,
начальник научно-производственного ко] АО «НИИ «Феррит-Домен»
Заместитель начальника НПК»2-но-щ)Г>"----"
АО «НИИ «Феррит-Домен»
.ШЗ. Смирнов
¿2. Ш7-
Главный научный сотрудник,
зам. председателя НТС АО «НИИ «Феррит-Доме
доктор технических наук
УТВЕРЖДАЮ Гш^алшый ШЕС1руктор11АО «НПО «Стрела» шщадрйшещда Российской рш^етйъщ и артиллерийских тук, юктор швдщш; паук,
.Л. Зайцев (¿V 2017 г.
шщрения результатов докторской диссертации Кабанова И.Н. на тему «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения элйегроштайткжх воли»
Комиссия в составе: начальника ттшшт Лшечепия научно-
технических разработок Савушкина С.Л., .яаддоь Премии Правительства
I оссиискои Федерации в области науки и техники, начальника отдела
антенно-фидерных систем и СУЛ Топалова Л.В.; начальника научно-
технического отдела мобильных и стационарных РЛС обнаружения
Филиппова В.Н. составила настоящий акт в том. что.»ушвщ и практические
результаты докторской диссертации Кабанова ¡^ЩММ в виде
разработанных им в соавторстве и защищенных патентом устройств
поляризации на основе сеточных структур с прямоугольными перемычками
применены ® высокоточных комплексах, производимых МАО «НПО «Стрела» (г. Тула).
Внедрение устройств поляризации позволило достичь ряда преимуществ комплекса по чувствительности, помехозащищенности избирательности и снизить уровень боковых лепестков антенны' Существенно улучшены характеристики комплекса: достигнуто обнаружение цели на расстоянии до 8000 м круглосуточно в любых метеоусловиях за счет уменьшения потерь в СВЧ-тракте локатора на 1,5...2дБ- обеспечено увеличение угловой точности сопровождения цели на Uí^t « повышения развязки, новый,еиа величина пропускаемой, мощности миллиметрового тракта передающей системы с 6 кВт до 8 кВт
-жстп^°пГ ТОГ°' СОВерШСННЫе характеристики и надежность работы в
ZZoL" ТТ* Ш1СШНИХ В°ЗДеЙСТВИЙ СТаЛИ ™< благодаря = Г оо иГГеРта11-' -К0ИСТРУКШШ уникальной технологии с nv пТ формирования У°тР°йста штщттом ж -оад
с ^Эрш» щтшштмъ Шштшмшт bmSS
процент выхода годных этих изделий (80% против Ж у шшшшй Эт позволило в итоге снизить стоимость устройства болгечемв 4 рща
Шйишшк отделения обеспечен®: шучпо-техничес жш разработок, лауреат Премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники
Начальника отдела антенио-фидерных систем и СУД
Начальника научно-технического отдела мобильных и стационарныжШС оЁшрущшш
С.А. Савушкин Толалов Л.В.
Филиппе вВ.Н,
- -Оче^ -с.
Заместитель начальника
•у.
УТВЕРЖДАЮ
гражданской защиты МЧС
s».
/
России (проректор Тпо^чебной работе
С.Ю.Щукарев
«
¿г/» /rua&äZZj 2017 г.
АКТ
внедрения результатов докторской диссертации Кабанова И.Н. на тему: «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн»
Комиссия в составе: заведующий кафедрой кандидат технических наук; доцент Асанин A.B., профессор кафедры, доктор технических наук;доцент Стасишин JI.А.,доктор военных наук,профессор Мухин В.И.
составила настоящий акт в том, что в учебном процессе кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» могут быть использованы и внесены в учебную программу дисциплин читаемых на кафедре следующие результаты докторской диссертации Кабанова И.Н.:
-математическая модель распространения, рассеяния и поглощения электромагнитных волн в одномерных и двумерных периодических структурах;
- численные методы дискретизации дифференциальных уравнений электромагнитного поля для решения внешней краевой задачи электродинамики;
- комплексы программных средствдвумерного МС20и трехмерного FSSA3D анализа и оптимизацииодномерных и двумерных периодических структур в микроволновом и терагерцевом диапазонах длин волн;
- аналитические оптимизационные модели для решения задачи оптимизации с учетом влияния электрофизических свойств материалов на электродинамические и механические характеристики одномерных и двумерных периодических структур;
-конечно-элементный анализ распределений электромагнитного поля в ближней зоне дифракционных решеток;
2
— конечно-элементный анализ распределений электромагнитного поля в ближней зоне дифракционных решеток;
— конечно-разностный анализ физических процессов взаимодействия электромагнитного излучения с одномерными и двумерными периодическими структурами с учетом влияния их размеров и электрофизических свойств конструкционных материалов в широкой полосе частот.
Устройства терагерцевого диапазона частот (поляризаторы, фильтры, аттенюаторы) широко используются при решении задач, которые ставят перед собой подразделения Министерства по чрезвычайным ситуациям, занимающиеся ликвидацией последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф.
Кроме того, устройства на сеточных периодических структурах успешно применяются в качестве полосовых фильтров в системах радиосвязи и мобильных пунктах управления, созданных специально для работы в критических ситуациях; терагерцевые поляризаторы обеспечивают бесперебойную связь в условиях густого дыма, тумана и запыленности.
Используемые в учебном процессе предложенные в соавторстве диссертантом численные и аналитические модели анализа и оптимизации устройств управления параметрами электромагнитного сигнала терагерцевого диапазона, в которых применяются одномерные и двумерные частотно-селективные периодические структуры, а также результаты численных экспериментов являются важным элементом в процессе обучения курсантов и студентов при изучении таких дисциплин как: «Теория Электромагнитного поля», «Цифровая обработка сигналов», «Общая теория связи». Данные материалы исследования включены в учебные программы ранее
перечисленных учебных дисциплин.
Заведующий кафедрой «Инфокоммуникационных технологий и систем
связи»
Профессор кафедры Двн, профессор
Профессор кафедры Дтн , доцент
Ктн , доцент
у
Л.А. Стасишин
А. В. Асанин
п1с- в И. Мухин
УТВЕРЖДАЮ проректор по научной работе Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования « Б ал ти йфёЙ^щл ь н ы й университет имени 11мма)1У]^1 Канта»
, -re.*
<< » и__2017 v.
г'
АКТ
внедрения результатов докторской диссертации И.Н. Кабанова на тему: «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн»
Комиссия в составе: директора института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта, д.ф.-м.н., профессора A.B. ГОрова: заместителя директора института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта, к.ф.-м.н., доцента A.A. Шпилевого; профессора института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта д.ф.-м.н., профессора А.И, Иванова составила настоящий акт в том, что в учебном процессе института физико-математических наук и информационных технологий на кафедре телекоммуникаций при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Инфокомму-никациониые технологии и системы связи» могут быть использованы и внесены в рабочую программу дисциплины «Электромагнитные поля и волны» следующие результаты докторской диссертации И.Н. Кабанова:
- математическая модель распространения, рассеяния и поглощения электромагнитных волн в одномерных и двумерных периодических структурах;
- численные методы дискретизации дифференциальных уравнений электромагнитного поля для решения внешней краевой задачи электродинамики;
- комплексы программных средств двумерного MG2D и трехмерного FSSA3D анализа и оптимизации одномерных и двумерных периодических структур в микроволновом и терагерцевом диапазонах длин волн;
- аналитические оптимизационные модели для решения задачи оптимизации с учетом влияния электрофизических свойств материалов на. электродинамические и механические характеристики одномерных и двумерных периодических структур;
- конечно-элементный анализ распределений электромагнитного поля в ближней зоне дифракционных решеток;
- конечно-разностный анализ физических процессов взаимодействия электромагнитного излучения с одномерными и двумерными периодическими структурами с учетом влияния их размеров и электрофизических свойств конструкционных материалов в широкой полосе частот.
Устройства терагерцевого диапазона частот (поляризаторы, фильтры, аттенюаторы) широко используются при решении задач, которые ставят перед собой подразделения Министерства по чрезвычайным ситуациям,
Кроме того, устройства на сеточных периодических структурах успешно применяются в качестве полосовых фильтров в системах радиосвязи и мобильных пунктах управления, созданных специально для работы в критических ситуациях; терагерцевые поляризаторы обеспечивают бесперебойную связь в условиях густого дыма, тумана и запыленности.
Предложенные в соавторстве диссертантом численные и аналитические модели анализа и оптимизации устройств управления параметрами электромагнитного сигнала терагерцевого диапазона, в которых применяются одномерные и двумерные частотно-селективные периодические структуры, а также результаты численных экспериментов являются важным элементом процесса обучения студентов в рамках дисциплины: «Электромагнитные поля и волны». Вышеуказанные материалы исследования включены в рабочую программу данной дисциплины,
£
Директор института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта
Дф.-м.н., профессор /// А.В.Юров
«Ш.»__________
Заместитель директора института физико-м^гемаргческих наук и информационных технологий БФУ и к/ ЙЛСанта
к.ф -м.н„ доцент ' П УАЛ. Шпилевой
«ьс» ^ д_20/.? г. -
Профессор института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. И. Канта
д.ф.-м.и., профессор А.И. Иванова «^2» __20 г.
$ щинского филиала
УТВЕРЖДАЮ
АКТ
внедрения результатов докторской диссертации Кабанова И.П. на тему: «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных сигналов миллиметрового
диапазона длин волн»
Комиссия в составе заведующего секцией д.т.н. Комарова Е.Г., д.т.н., профессора Буркова В.Д.; д.т.н., профессора Котова Ю.Т. составила настоящий акт в том, что в учебном процессе секции в цикле дисциплины по математическому моделированию в приборах и системах при подготовке специалистов высшей квалификации (магистров) использованы результаты исследований обобщенной математической модели распространения, рассеяния и поглощения электромагнитных волн в Ю и 2Т) периодических структурах, комплексы программных средств анализа и оптимизации данных структур в микроволновом и терагерцевом диапазонах длин волн; численно-аналитический метод решения задачи оптимизации частотно-селективных структур фильтрации и поглощения электромагнитных волн с учетом влияния электрофизических свойств материалов на электродинамические характеристики сеточных устройств в условиях экстремальных внешних воздействий.
Теоретический материал по результатам исследований диссертанта позволил расширить кругозор студентов в области математического моделирования работы устройств первичной обработки информации, а так же изучения и способов выбора перспективных материалов для приборов и систем, работающих в условиях экстремальных внешних воздействий.
Д.т.н., профессор
Д.т.н., профессор
Зав. секцией, д.т.н
УТВЕРЖДАЮ ектор СКФ МТУ СИ
й дпн, до
» декабря 2017 г.
внедрения результатов докторской диссертации Кабанова И.Н. на тему: «Математическое моделирование и оптимизация структур фильтрации и поглощения электромагнитных сигналов миллиметрового
диапазона длин волн»
Комиссия в составе; Юхнова В.И, кандидата технических наук, доцента; Нерсесянца A.A., доктора технических наук, СНС; Шевчука П.С., доктора технических наук, профессора.
Составила настоящий акт в том, что в учебном процессе кафедры «Лнфокоммуннкационные технологии и системы связи» использованы следующие результаты докторской диссертации Кабанова И.Н.:
- математическая модель распространения, рассеяния и поглощения электромагнитных волн в одномерных и двумерных периодических структурах;
-численные методы дискретизации дифференциальных уравнений электромагнитного поля для решения внешней краевой задачи электродинамики;
- аналитические оптимизационные модели для решения задачи оптимизации с учетом влияния электрофизических свойств материалов на электродинамические и механические характеристики одномерных и двумерных периодических структур;
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.