Частотные зависимости и диаграммы рассеяния комбинированных металлодиэлектрических поверхностей в диапазоне 16–25 ГГц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Разрабатываются компактные рассеивающие материалы, представляющие собой комбинацию из плоскостных метаструктур с тонкими наноразмерными пленками. Такие материалы предназначаются для защитных покрытий зданий и сооружений в целях снижения уровня прошедшего электромагнитного излучения, но при этом с малым коэффициентом отражения в диапазоне частот 16–25 ГГц. Низкий уровень сигнала, отраженного от подобного покрытия, будет способствовать улучшению электромагнитной обстановки и гигиенических норм вблизи передающих радиотехнических объектов. Метаструктуры представляют собой набор особым образом расположенных субволновых металлических или диэлектрических структур, которые резонансно взаимодействуют с электрическими или магнитными составляющими падающих электромагнитных волн. Электромагнитные свойства подобных структур в основном определяются характеристиками резонаторов и их взаимным расположением, что позволяет получить эффективный электромагнитный отклик, который недостижим в естественных материалах. В качестве источника омических потерь в работе были исследованы металлические плёнки. Тонкоплёночные материалы, применявшиеся в комбинации с метаструктурами, представляли собой подложку из стекла или ситалла с нанесенным на них функциональным слоем. Благодаря островковой структуре, формирующейся при определенной толщине проводящего материала, такие пленки позволили поглощать до 35% падающего излучения. Результаты исследований демонстрируют, что величина нормальной составляющей отраженной электромагнитной волны значительно снижается на резонансной частоте 18.8 ГГц благодаря применению комбинации данных ослабляющих покрытий. На этой частоте коэффициент ослабления достигает своего пикового значения – 97.8% отпадающей волны. Ширина данного резонансного пика, при котором ослабление волны достигает не менее 70% составляет 450 МГц. Также следует отметить, что добавление резистивной пленки сдвигает резонансные пики в более высокочастотную область.

Об авторах

Алим Сеит-Аметович Мазинов

Физико-технический институт Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского

ORCID iD: 0000-0001-8015-8841
SPIN-код: 7412-4956
Scopus Author ID: 12784313000
Россия, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, пр. Вернадского, д. 4

Николай Алексеевич Болдырев

Физико-технический институт Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского

ORCID iD: 0000-0003-1804-4784
SPIN-код: 4198-7932
Россия, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, пр. Вернадского, д. 4

Михаил Михайлович Падалинский

Физико-технический институт Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского

ORCID iD: 0000-0001-9691-4066
SPIN-код: 5722-5803
Россия, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, пр. Вернадского, д. 4

Ибраим Шевкетович Фитаев

Физико-технический институт Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского

ORCID iD: 0000-0003-2426-3692
SPIN-код: 4149-0643
Россия, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, пр. Вернадского, д. 4

Александр Викторович Старосек

Физико-технический институт Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского

ORCID iD: 0000-0001-9688-7598
SPIN-код: 2214-3349
ResearcherId: F-1525-2011
Россия, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, пр. Вернадского, д. 4

Список литературы

  1. Salahdine F., Han T., Zhang N. 5G, 6G, and Beyond: Recent advances and future challenges // Ann. Telecommun. 2023. Vol. 78, iss. 9–10. P. 525–549. https://doi.org/10.1007/s12243-022-00938-3
  2. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: санитарные правила и нормы: утв. 28.01.2021. М. : Б. и., 2022. 469 с.
  3. Денисенко В. Беспроводные локальные сети // Современные технологии автоматизации. 2009. № 1. С. 90–102.
  4. Chen T., Tang W., Mu J., Cui T. J. Microwave Metamaterials // Annalen der Physik. 2019. Vol. 531, iss. 8. Art. 1800445. https://doi.org/10.1002/andp.201800445
  5. Van Schelven R. M., Bernardis A. F., Sberna P., Neto A. Drude Dispersion in the Transmission Line Modeling of Bulk Absorbers at Sub-mm Wave Frequencies: A tool for absorber optimization // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2022. Vol. 64, iss. 1. P. 50–60. https://doi.org/10.1109/MAP.2021.3073092
  6. El Assal A., Breiss H., Benzerga R., Sharaiha A., Jrad A., Harmouch A. Toward an Ultra-Wideband Hybrid Metamaterial Based Microwave Absorber // Micromachines. 2020. Vol. 11, iss. 10. Art. 930. https://doi.org/10.3390/mi11100930
  7. Li Z., Yang R., Wang J., Zhao Y., Tian J., Zhang W. Multifunctional metasurface for broadband absorption, linear and circular polarization conversions // Optical Materials Express. 2021. Vol. 11, iss. 10. P. 3507–3519. https://doi.org/10.1364/OME.437474
  8. Huang C., Pan W., Ma X., Luo X. Multi-spectral Metasurface for Different Functional Control of Reflection Waves // Scientific Reports. 2016. Vol. 6, iss. 1. Art. 23291. https://doi.org/10.1038/srep23291
  9. Semenikhina D. V., Chikov N. I., Semenikhin A. I., Gorbatenko N. N. Experimental studies of nonlinear metasurface with metamaterial substrate // 24th Telecommunications Forum (TELFOR). Belgrade, Serbia : IEEE, 2016. Art. 7818846. https://doi.org/10.1109/TELFOR.2016.7818846
  10. Semenikhin A. I., Semenikhina D. V., Yukhanov Yu.V., Blagovisnyy P. V., Ilyin I. V. Experimental and Numerical Investigations of Backscatter Patterns of the Blocks of Masking Digital Two-Bit Meta-covers // Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2021. Vol. 24, № 4. P. 57–67. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-4-57-67
  11. Gusev A. N., Mazinov A. S., Shevchenko A. I., Tyutyunik A. S., Gurchenko V. S., Braga E. V. The Voltage-Current Characteristics and Photoelectric Effect of Fullerene C60–N–Isoamylisatin 4-Methylphenylhydrazone Heterostructures // Technical Physics Letters. 2019. Vol. 45, iss. 10. P. 997–1000. https://doi.org/10.1134/S1063785019100080
  12. Sorathiya V., Lavadiya S., Parmar B., Das S., Krishna M., Faragallah O. S., Baz M., Eid M. M. A., Rashed A. N. Z. Numerical investigation of the tunable polarizer using gold array and graphene metamaterial structure for an infrared frequency range // Applied Physics B. 2022. Vol. 128, iss. 1. Art. 13. https://doi.org/10.1007/s00340-021-07731-5
  13. Yang L.-J., Li J.-S., Li X.-J. Transmission/reflection/ absorption individually control multifunctional metasurfaces // Optical Materials Express. 2022. Vol. 12, iss. 4. P. 1386–1396. https://doi.org/10.1364/OME.454456
  14. Мазинов А. С., Падалинский М. М., Болдырев Н. А., Старосек А. В. Моделирование рассеивающих свойств блочных метаповерхностей в диапазоне 16–25 ГГц и сравнение с экспериментальными результатами // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2023. Т. 23, вып. 2. С. 102–111. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-2-102-111, EDN: SXWPVG
  15. Mazinov A., Boldyrev N., Padalinsky M., Starosek A. Investigation of the Attenuation Properties of a Compact Absorber Based on a Metamaterial and a Nanometer Conductive Film // 2023 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). Divnomorskoe, Russian Federation : IEEE, 2023. P. 304–307. https://doi.org/10.1109/RSEMW58451.2023.10202152
  16. Мазинов А. С. Физические и электродинамические свойства наноразмерных проводящих пленок на полимерных подложках // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2020. Т. 12, № 2. С. 247–252. https://doi.org/10.17725/rensit.2020.12.247
  17. Юрцев О. А., Бобков Ю. Ю., Кизименко В. В., Юбко А. П., Герасимович Г. В. Моделирование антенн в режимах излучения и рассеяния в пакетах CST STUDIO, HFSS, FEKO и узкоспециализированных программах : методическое пособие по дисциплинам «Антенны и устройства СВЧ», «Методы и устройства формирования информационных электромагнитных полей», «Распространение радиоволн в антенно-фидерных устройствах», «Техника СВЧ и КВЧ в медицинских приборах». Минск : БГУИР, 2012. 62 с.
  18. Алексейчик Л. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ устройств в CST STUDIO SUITE. М. : Солон-Пресс, 2022. 276 с.
  19. Мазинов А. С., Болдырев Н. А., Падалинский М. М. Частотные характеристики спиралевидной треугольной метаповерхности и ее влияние на ослабление падающей волны // Радиолокация, навигация, связь: сб. трудов XXХ Международной научно-технической конференции (г. Воронеж, 16–18 апреля 2024 г.) : в 5 т. Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2024. Т. 4. С. 327–330.
  20. Болдырев Н. А., Фитаев И. Ш., Падалинский М. М., Полетаев Д. А., Мазинов А. С. Возможности ослабления основного лепестка отраженной волны посредством спиралевидной треугольной метаструктуры // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2024. Т. 20, № 2. С. 116–123. https://doi.org/10.36622/1729-6501.2024.20.2.018, EDN: BKLSXZ

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».