Рис. 10. Решетка полых ме-
таллических проводников
искусственного метаматериала в виде ще-
левого кольцевого резонатора (SRR – Split
Ring Resonator). Его конструкция состо-
ит из пары концентрических цилиндров со
щелями, расположенными на противопо-
ложных сторонах. Путем соответствующе-
го возбуждения такого резонатора перемен-
ным магнитным полем, ориентированным
соосно резонатору, в структуре создается
сильное магнитное поле. Магнитная проницаемость
μ
такого экви-
валентного магнетика проявляет резонансные свойства, причем суще-
ствует частотный диапазон, в котором
μ
принимает большое отри-
цательное значение вплоть до нулевого (т.е. фактически наблюдается
магнитная плазменная частота). Сначала исследования проводились
на простой решетке из полых металлических проводников радиусом
r
с расстоянием между соседними элементами
r
(постоянная решетки)
(см. рис. 10).
При подмагничивающем поле напряженностью
H
0
, параллельного
осям цилиндров, среднее значение напряженности наведенного маг-
нитного поля выражалось как
H
cp
=
H
0
1 +
i
2
σ/
(
ωrμ
0
)
1
−
πr
2
/a
2
+
i
2
σ/
(
ωrμ
0
)
.
Магнитная проницаемость в такой композитной среде выражается
соотношением
μ
= 1
−
πr
2
/a
2
1 +
i
2
σ/
(
ωrμ
0
)
.
Если в каждый из концентрических цилиндров ввести две щели
напротив друг друга, то возникает большая емкость вследствие пере-
резания цилиндрических токов, что вызывает их перераспределение.
Магнитная проницаемость такого искусственного магнетика опреде-
ляется формулой
μ
= 1
−
πr
2
/a
2
1
−
3
/
(
π
2
μ
0
ω
2
Cr
3
) +
i
2
σ/
(
ωrμ
0
)
,
(19)
где
C
=
ε
0
/d
= 1
/dc
2
μ
0
— емкость, приходящаяся на единицу рассто-
яния между цилиндрами;
ε
0
= 10
−
9
/
36
π
Ф/м — электрическая посто-
янная.
На рис. 11 изображена результирующая структура SRR, которая
состоит из двух листовых цилиндров толщиной
c
0
, разделенных воз-
душным зазором
d
. Каждый цилиндр имеет щель
s
.
12 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 1
