STUDY OF THE INFLUENCE OF FILTER CAPACITORS ON THE PERFORMANCE OF CONTROLLED METAMATERIAL
Authors: Фёдоров С.М. 
Published: September 2023

исследуется характер влияния фильтрующих конденсаторов на рабочие характеристики фазовращателя на основе управляемого метаматериала, построенного в виде электромагнитного кристалла, в узлах которого размещены коммутирующие pin-диоды. Фильтрующие конденсаторы были добавлены в конструкцию фазовращателя для фильтрации постоянной составляющей электрического тока, управляющей pin-диодами. Представлены графики реализуемых сдвигов фазы и уровень вносимых потерь, полученные с помощью математического моделирования. Применение управляемого метаматериала позволяет добиться изменения значения фазы отраженной волны в широкой полосе частот в пределах от 0 до 360 градусов, при этом частотные зависимости фазы, соответствующие различным сечениям расположения плоскости отражения, имеют регулярный характер. Кроме того, отражения от структуры управляемого метаматериала при выключенных коммутаторах незначительны, а в силу изотропности метаматериала поляризация волн может быть произвольной. Перспективным представляется применение оптически управляемых коммутаторов на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) и наноэлектромеханических систем (НЭМС), в которых замыкание контактов осуществляется в результате давления силы света на одну из пластин устройства. Данный вид коммутирующих элементов обладает высокой степенью достижимой изоляции, достигающей 70 дБ в закрытом состоянии и малым ослаблением (сотые доли децибела) в открытом состоянии. Также возможно применение в качестве коммутатора фотоуправляемого полупроводника, характеризующегося низкой проводимостью при отсутствии освещения и высокой проводимостью при его освещении

this article investigates the nature of the influence of decoupling capacitors on the performance of a phase shifter based on a controlled metamaterial built in the form of an electromagnetic crystal at the nodes of which switching pin-diodes are placed. Decoupling capacitors were added to the design of the phase shifter to filter the DC component of the electric current that drives the pin diodes. Graphs of realizable phase shifts and the level of insertion losses obtained using mathematical modeling are presented. The use of a controlled metamaterial makes it possible to achieve a change in the phase value of the reflected wave in a wide frequency band ranging from 0 to 360 degrees, while the frequency dependences of the phase corresponding to different sections of the reflection plane have a regular character. In addition, reflections from the structure of the controlled metamaterial with switched off switches are insignificant, and due to the isotropy of the metamaterial, the polarization of waves can be arbitrary. It seems promising to use optically controlled MEMS and NEMS switches, in which the contacts are closed as a result of light pressure on one of the device plates. This type of switching elements has a high degree of achievable isolation, reaching 70 dB in the closed state and low attenuation (hundredths of a decibel) in the open state. Also, it is possible to use a photocontrolled semiconductor as a switch, which is characterized by low conductivity in the absence of illumination and high conductivity when it is illuminated