Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В металлодиэлектрике воспроизводятся те же процессы, которые наблюдаются в молекулах естественного
диэлектрика. Фазовая скорость и показатель преломления металлодиэлектриков могут быть рассчитаны на ос-
нове электронной теории. Так, для металлодиэлектрика (рис. 68. а) эффективная диэлектрическая проницае-
мость
3
111
4 rNm επ+ε=α+ε=ε , (2.4.1)
где
α – поляризуемость шарика;
1
ε – диэлектрическая проницаемость среды, в которую погружены металли-
ческие шарики; N – число шариков в единице объёма; r – радиус шариков.
Показатель преломления этого искусственного диэлектрика равен
3
11
4 rNn επ+ε=εµ= , при 1=µ . (2.4.2)
Металлодиэлектрик может быть построен не только из шариков, но и из других элементов, например из
тонких дисков (рис. 68, б). Его показатель преломления
3
11
3
16
rNn ε+ε= . (2.4.3)
Если искусственный диэлектрик проектируется для волны с линейной поляризацией, то его можно изгото-
вить из стерженьков металлических диполей (рис. 68, в). Такой металлодиэлектрик имеет показатель преломле-
ния, отличный от единицы лишь для волны, электрический вектор
E которой параллелен диполям. Если же
электрический вектор
E волны перпендикулярен к продольным осям диполей, то показатель преломления ра-
вен единице. Этот факт приводит к анизотропии диэлектрических свойств металлодиэлектрика и появлению в
нём двойного лучепреломления.
При изготовлении металлодиэлектриков следует помнить, что формулы (2.4.1) – (2.4.3) справедливы лишь
в том случае, если размеры металлических элементов и расстояния между ними намного меньше, чем длина
волны используемого излучения.
Все металлодиэлектрики обладают показателем преломления, больше единицы. Фазовая скорость волн в
них меньше скорости волн в воздухе. Поэтому их часто называют замедляющими системами.
Понять процессы, происходящие в металлоленточной структуре, будет проще, если рассмотреть пачку
прямоугольных волноводов, образующих, например, призму (рис. 69, а). При облучении её вдоль волноводов
электромагнитной волной, электрический вектор
E которой перпендикулярен к широкой стенке каждого вол-
новода, в последних будут возбуждаться направляемые Н
01
-волны, распространяющиеся с фазовой скоростью
ф
V , отличной от скорости волн в свободном пространстве (2.3.10):
2
ф
2
1
λ
−
=
a
c
V
. (2.4.4)
Рис. 69
Широкая сторона а поперечного сечения каждого прямоугольного волновода должна удовлетворять усло-
вию
E
V
E
V
а) б)

Страницы