О методах, способах и подходах к оценке электродинамических характеристик непериодических (случайных) композитных сред / About Methods, Ways and Approaches to Estimation ofElectrodynamic Characteristics of non-Periodic (Casual) Composit Environments

Безуглов Д.А. / Bezuglov, D.A.
Ростовский филиал Российской таможенной академии / RUS Ростовский филиал Российской таможенной академии
Синявский Г.П. / Sinyavsky, G.P.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Черкесова Л.В. / Cherkesova, L.V.
Донской государственный технический университет / RUS Донской государственный технический университет
Шаламов Г.Н. / Shalamov, G.N.
Южный федеральный университет / RUS Южный федеральный университет
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1605-004019

Безуглов Д.А., Синявский Г.П., Черкесова Л.В., Шаламов Г.Н. О методах, способах и подходах к оценке электродинамических характеристик непериодических (случайных) композитных сред // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 5(22). С. 4–19.
Bezuglov, D.A., Sinyavsky, G.P., Cherkesova, L.V., Shalamov, G.N. About Methods, Ways and Approaches to Estimation ofElectrodynamic Characteristics of non-Periodic (Casual) Composit Environments // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 5(22). P. 4–19.


Аннотация: Представлен обзор наиболее известных подходов к оценке электродинамических характеристик искусственных композитных сред, в которых особо выделяются непериодические (случайные) среды. В общем виде процессы распространения и рассеяния электромагнитных волн в ближней и дальней зонах плоской структуры можно описать с помощью системы уравнений Максвелла с использованием граничных условий Неймана, Дирихле, Флоке и метода компенсирующих источников для электромагнитных кристаллов, в котором применяются специальные функции Грина и граничные условия для дефектов кристаллической решётки с применением функций Грина и др., либо их модификации (например, в магнитостатическом приближении). В большинстве случаев, для сложных наноструктур СВЧ-диапазона неприменимы аналитические методы решений нелинейных дифференциальных уравнений классической электродинамики. Исключением здесь является использование K-функции второго порядка.

Abstract: The review of the most known approaches to estimation of electrodynamic characteristics of artificial composite environments in which non- periodical (casual) environments are especially allocated is presented. In the most general view, the processes of propagation and scattering of electromagnetic waves in the near and far zones of planar structure can be described by means of system of Maxwell’s equations with use of boundary conditions of Neumann, Dirichlet, Floquet and the method of compensatory sources, in which are applied the special Green’s functions and the boundary conditions for crystal lattice defects with using of Green’s functions, etc., or their modifications (for example, in magneto-static approximation). In the most cases, for the complex nano-structures of microwave range the analytical methods of nonlinear differential equations decisions of classical electrodynamics are inapplicable. An exception here is using of K-functions of the second order.

Ключевые слова: композитная среда, кристаллические структуры, естественные и искусственные кристаллы, оптический диапазон, КВЧ- и СВЧ-диапазоны, метаматериалы, фотонные и магнонные кристаллы, естественные и искусственные метакристаллы, кристаллические наноструктуры, искусственные киральные среды, высокодобротные резонаторы, волноводные каналы, ferromagnetic materials, composite environment (medium), crystal structures, natural and artificial crystals, optical range, Terahertz and Microwave ranges, metasubstances, photonic and magnonic crystals, natural and artificial metacrystals, crystalline nano-structures, artificial chiralic environment (medium), high-Q (high-qualitive) resonators, композитная среда


Литература / References
  1. Cherckesova, L.V., Sinyavsky, G.P., Shalamov, G.N., and Shein, A.G. Analysis of Ferromagnetic Structures Fast-Acting under the Influence of External Magnetic Fields of Various Intensity // IEEE EWDTS-2013, East-West Design &Test Symposium, 27-30 September, KNURE, Kharkov, Rostov-on-Don, Russia. P. 1-5. DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673127.
  2. Кожушнер М. А., Посвянский В. С., Трахтенберг Л. И. Электронная структура полупроводниковых и металлических наночастиц // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 5-6. С. 105-110.
  3. Банков С. Е. Электромагнитные кристаллы. М.: Физматлит, 2010. 352 с.
  4. Неганов В. А., Осипов О. В. Отражающие, волноведущие и излучающие структуры с киральными элементами. М.: Радио и связь, 2006. 280 с.
  5. Канцеленбаум Б. З., Коршунова Е. Н., Сивов А. Н., Шатров А. Д. Киральные электродинамические объекты // Успехи физических наук. 2007. Т. 167. № 11. С. 1201-1212.
  6. Безуглов Д. А., Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н., Шеин А. Г. Нелинейная параметрика: перспективы создания радиоэлектронных устройств СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Монография // Ростов-на-Дону, Изд. центр ДГТУ, 2014. 280 с.
  7. Барабаненков М. Ю., Вяткин А. Ф., Волков В. Т. и др. Исследование кремниевых полосковых волноводов с дифракционными решётками и фотонными кристаллами, настроенными на длину волны 1,5 мкм // ИВУЗ. Электроника, 2014. № 5(109). С. 45-50.
  8. Банков С. Е., Дупленкова М. Д., Фролова Е. В. Планарная линза миллиметрового диапазона на основе неоднородной среды с принудительным преломлением // Радиотехника и электроника, 2014. Т. 59. № 10. С. 979-1002.
  9. Кабанов И. Н., Комаров В. В., Мещанов В. П. Частотно-селективные структуры микроволнового и терагерцового диапазонов // Антенны. 2014. Вып. 7 (206). С. 62-68.
  10. Танана В. П., Сидикова А. И. О некоторых проблемах преобразования информации в физике твердого тела // Вестник ЮУрГУ. С.рия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2014. Т. 14. № 2. С. 12-17.
  11. Григорьев А. Н. Современные программные средства моделирования высокочастотных электромагнитных полей // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 8. С. 804-808.
  12. Антонец И. В., Шавров В. Г., Щеглов В. И. Применение метода исключения для анализа распространения волн в многослойных средах со случайным распределением параметров слоев // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58. № 12. С. 1149-1159.
  13. Водолазская М. В., Нелин Е. А. Модель импедансных дельта-неоднородностей для микро- и наноструктур // ИВУЗ. Электроника. 2014. № 5. С. 25-34.
  14. Иващенко С. Н. Моделирование энергетического спектра в полупроводниковых наноструктурах // Таганрог. ТНИИС. 2013. Вып. 2. С. 98-102.
  15. Завгородняя М. И., Лавров И. В., Фокин А. Г. Аналитический подход к вычислению эффективных диэлектрических характеристик гетерогенных текстурированных материалов с включениями случайной формы // ИВУЗ. Электроника. 2014. № 5 (109). С. 3-14.
  16. Игнатьев А. А., Ляшенко А. В. Гетеромагнитная микроэлектроника. Микросистемы активного типа. М.: Наука. 2007. 612 с.
  17. Камышов В. В., Быстров В. С. Аналитическое исследование нелинейных свойств сегнетоэлектриков // ИВУЗ. «ПНД». 2014. Т. 22. № 2. С. 77-93.
  18. Вагин Д. В., Касаткин С. И. Исследование частотных свойств спин-вентильных магниторезистивных преобразователей магнитного поля // Датчики и системы. 2014. № 6. С. 53-58.
  19. Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шеин А. Г. Нелинейные параметрические системы в высших зонах неустойчивости электромагнитных колебаний. Монография // Ростов-на-Дону, Изд. ЮФУ, 2014. 436 с.
  20. Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н. Синергетический подход к исследованию нелинейных параметрических зонных систем, функционирующих в высших зонах неустойчивости колебаний. Часть 1 // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 2. С. 4-25.
  21. Синявский Г. П., Черкесова Л. В., Шаламов Г. Н. Синергетический подход к исследованию нелинейных параметрических зонных систем, функционирующих в высших зонах неустойчивости колебаний. Часть 2 // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 4. С. 4-35.
  22. Калиникос Б. А., Устинов А. Б., Баруздин С. А. Спин-волновые устройства и эхо-процессоры. Монография. Под ред. В.Н. Ушакова. М.: Радиотехника, 2013. 216 с. Поступила 10 августа 2016 г.