Использование высокочастотного резонанса сегнетоэлектрических материалов для управления характеристиками рассеяния СВЧ-излучения

Abstract

Изучались возможности управления характеристиками распространения СВЧ-излучения за счет изменения коэффициента диэлектрической проницаемости компонентов структур. Рассматривались сложноструктурированные периодические решетки с изменяемыми электрофизическими параметрами. Определялось их влияние на характеристики распространения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона. Представлены результаты исследования рассеяния электромагнитных волн СВЧ-диапазона в периодических структурах на основе сегнетоэлектрических брусьев с изменяемыми электрофизическими параметрами. Показано влияние изменения диэлектрической проницаемости компонентов структуры на перераспределение энергии между гармониками рассеянного электромагнитного излучения. Описан способ управления рассеянием СВЧ-поля на периодической решетке из сегнетоэлектрических брусьев за счет изменения диэлектрической проницаемости компонент решетки высокочастотным полем на резонансной частоте материала. Изложены сведения о механизме резонансного управления диэлектрическими характеристиками сегнетоэлектрика и рассеянием СВЧ-поля на эквидистантной решетке. Приведены результаты измерения рассеяния на периодической решетке электромагнитных волн СВЧ-диапазона. Полученные результаты позволяют определить требования к электрофизическим свойствам материалов, использование которых дает возможность осуществить контроль за распространением электромагнитных волн в сис темах с регулируемыми электрофизическими параметрами и управление им. Данные структуры могут быть использованы при разработке новых электронно-управляемых устройств в опто- и СВЧ-электронике. = This paper presents a study of the possibilities to control the microwave-radiation propagation characteristics by varying the dielectric constant of the structural components. The complex structured periodic lattice with adjustable electrophysical parameters is considered. The influence of electromagnetic parameters on the propagation characteristics of microwave-range electromagnetic radiation is studied. The construction method and choice of the periodic structures based on hollow dielectric rods with filling, offering the possibility to vary the dielectric constant, are substantiated. The measuring results for scattering of the microwave-range electromagnetic waves from the periodic structures when using ferroelectric beams with variable electrophysical parameters are given. The effect of variations in the dielectric constant of the structural components on the energy redistribution of the harmonics of scattered electromagnetic radiation is demonstrated. The technique to control scattering of the microwave field on a periodic lattice of ferroelectric due to changes in the dielectric constant of the lattice components by the high-frequency field at the resonance frequency of the material is proposed. A mechanism of the resonance control over the dielectric characteristics of ferroelectric and scattering of the microwave field at the equidistant lattice is given. Based on the simulation results, the requirements for the electrophysical properties of materials offering the control over the propagation of electromagnetic waves in systems with adjustable electrophysical parameters may be determined. Such structures can be used for the development of new electronics-controlled opto- and microwave devices.