Физика

Электродинамический расчет микроволновых коэффициентов прохождения волны типа $H_{10}$ через пластину наноструктурного материала на основе 3D-решетки ферромагнитных нанопроволок в волноводе

О. А. Голованов^a, Г. С. Макеева^b, Д. Н. Ширшиков^a, Г. Г. Горлов<sup>a

a</sup> Пензенский филиал Военной академии материально-технического обеспечения, Пенза
^b Пензенский государственный университет, Пенза

Аннотация: Актуальность и цели. Магнитные нанокомпозиты на основе ферромагнитных нанопроволок перспективны для применения в магнитноуправляемых устройствах СВЧ: циркуляторах, вентилях, фазовращателях, фильтрах, аттенюаторах, поглотителях и антеннах СВЧ. Цели работы: построение математической модели дифракции волноводных мод на образцах магнитных 3D-нанокомпозитов, содержащих ферромагнитные нанопроволоки, с учетом обмена и граничных условий; разработка вычислительных алгоритмов, позволяющих рассчитать S-параметры матрицы рассеяния для 3D-магнитных наноструктур в волноводах. Материалы и методы. 3D-краевая задача дифракции электромагнитных волн на образцах магнитного нанокомпозита на основе 3D-решетки ориентированных магнитных нанопроволок в прямоугольном волноводе решена методом автономных блоков с каналами Флоке (ФАБ). Матрицы рассеяния неоднородности - пластины магнитного 3D-нанокомпозита на основе периодической 3D-решетки ориентированных магнитных нанопроволок в прямоугольном волноводе определяются как результат многоуровневой рекомпозиции ФАБ с использованием разработанного вычислительного алгоритма расчета матрицы проводимости ФАБ. Результаты. Получены результаты электродинамического расчета коэффициентов прохождения волны H$_{10}$ через пластину анизотропного наноструктурного материала на основе 3D-решетки ферромагнитных нанопроволок (материал Co$_{80}$N${_i2}$0) в прямоугольном металлическом волноводе в зависимости от величины и направления внешнего постоянного магнитного поля на частоте f=26 ГГц при изменении периода решетки. Выводы. Из результатов численного моделирования следует, что положение и значение минимума коэффициента прохождения (максимума коэффициента отражения) управляются изменением величины и направления внешнего постоянного магнитного поля и зависят от геометрии и соотношения размеров магнитной нанорешетки (диаметра нанопроволок и периода решетки).

Ключевые слова: дифракция, коэффициент прохождения, волновод, магнитный нанокомпозит, решетка, ферромагнитные нанопроволоки, автономные блоки.

УДК: 535.32