Исследование магнитоэлектрических градиентных структур для устройств СВЧ

Были проведены исследования магнитоэлектрических (МЭ) градиентных сверхвысокочастотных (СВЧ) структур, оптимизированных для применения в СВЧ устройствах коммутации, в том числе: - теоретические исследования МЭ градиентных СВЧ структур; - численное моделирование МЭ градиентных СВЧ структур; - оптимизация геометрии и состава МЭ структур, технологическое макетирование. - конструкторское макетирование; - измерение характеристик МЭ градиентных СВЧ структур, анализ результатов. - уточнение теоретических моделей на основе анализа экспериментальных данных; - экспериментальная проверка отдельных положений разработанных принципов; - разработка физических принципов проектирования электронно-управляемых СВЧ устройств коммутации на основе МЭ градиентных СВЧ структур электронно-управляемых СВЧ устройств коммутации на основе МЭ градиентных СВЧ структур; - разработка рекомендация, прогнозных моделей и перспективная оценка дальнейшего развития в области разработки электронно-управляемых СВЧ устройств на основе МЭ градиентных структур. Разработаны основные принципы применения слоистых структур нового типа, магнитоэлектрических градиентных структур, при проектировании электронно-управляемых сверхвысокочастотных устройств. Показано, что магнитоэлектрические градиентные структуры представляют из себя сложные композиты, в состав которых входят композитные материалы: слоистый мультиферроидный материал и искусственный диэлектрик. На основе построенных ранее математических моделей методом численного моделирования, получены спектры собственных волн, распространяющихся в магнитоэлектрической градиентной структуре, при разных значениях прикладываемого внешнего электрического поля и относительной диэлектрической проницаемости слоя искусственного диэлектрика. Установлен взаимопротивоположный характер влияния этих факторов на дисперсионные характеристики, что дало основу для разработки принципов проектирования новых сверхвысокочастотных устройств, на основе представленного в исследовании слоистого композитного материала. Проведено теоретическое исследование МЭ градиентных СВЧ структур, рассчитан спектр собственных волн магнитоэлектрической градиентной структуры. Выполнено численное моделирование МЭ градиентных СВЧ структур, проведено моделирование магнитоэлектрических градиентных структур в различных программах. Проведена оптимизации геометрии и состава МЭ структур. Выполнены работы по подбору оптимального состава различных магнитоэлектрических градиентных структур. Проведено моделирование магнитоэлектрического материала для пассивных СВЧ устройств. Рассмотрен новый принцип управления волновыми свойствами излучающих поверхностей, основанный на геометрическом смещении точки возбуждения за счет приложения внешнего электрического поля. Использование искусственного диэлектрика в мультиферроидной структуре позволило более гибко управлять областями преобразования магнитостатической поверхностной волны в электромагнитную волну, что в практическом плане дало новые возможности для управления характеристиками СВЧ устройств. В результате расчётов на основе разработанных моделей путем подбора значений стационарных магнитного и электрического полей, и значений диэлектрической проницаемости слоя искусственного диэлектрика было получено заключение о возможности управляемого преобразования магнитостатической поверхностной волны в электромагнитную волну. Даны рекомендации, прогнозные модели и перспективная оценка дальнейшего развития в области разработки электронно-управляемых СВЧ устройств на основе МЭ градиентных структур.