vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2022.3(128).91-95vestnovsu-103Research ArticleРадиофизикаRadiophysicsМоделирование метаструктуры на основе сплит-кольцевых резонаторов с включением ферритовых элементовModeling of a metastructure based on split-ring resonators including the ferrite elementsЛобекинВ. Н.LobekinV. N.slavalobekin@gmail.comБичуринМ. И.BichurinM. I.Новгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоRussian Federation20222009202303(128)9195Copyright © Лобекин В.Н., Бичурин М.И., 20232023Лобекин В.Н., Бичурин М.И.Lobekin V.N., Bichurin M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/103

Проведено компьютерное моделирование метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов с включением ферритовых элементов ЖИГ (железо-иттриевый гранат) на подложке ГГГ (галлий-гадолиниевый гранат) с целью исследования возможности перестройки линии ферромагнитного резонанса четырех ферритовых резонаторов под действием внешнего магнитного поля. Показана конструкция метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов с размещением ферритовых элементов ЖИГ-ГГГ и эквивалентная схема подключения резонаторов. Данная структура рассматривалась ранее в плане использования для разработки микрополоскового фильтра. Моделирование осуществлялось с помощью инструмента для трехмерного моделирования ВЧ/СВЧ полей HFSS Ansoft. Полученные в результате проведенного моделирования амплитудно-частотные характеристики ферромагнитного резонанса показывают возможность перестройки резонансной линии под действием внешнего магнитного поля.

A computer simulation of a metastructure based on four split-ring resonators with the inclusion of YIG (yttrium-iron garnet) ferrite elements on a GGG (gallium-gadolinium garnet) substrate was carried out in order to study the possibility of tuning the ferromagnetic resonance (FMR) line of 4 ferrite resonators under the influence of an external magnetic field. The design of a metastructure based on four split-ring resonators with YIG-GGG ferrite resonators and an equivalent resonator connection circuit are presented. This structure was considered earlier in terms of use for the development of a microstrip filter. The simulation was carried out using the Ansoft HFSS 3D modeling tool for RF/microwave fields. The obtained amplitude-frequency characteristics of the FMR show the possibility of resonance line tuning under the influence of an external magnetic field.

сплит-кольцевой резонаторметаструктураферромагнитный резонансжелезо-иттриевый гранатsplit-ring resonatormetastructureferromagnetic resonanceyttrium-iron garnetИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №20-07-00168.ReferencesGil M., Bonache J., Selga J. et al. Broadband resonanttype metamaterial transmission lines // IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 2007. Vol.17(2). P.97–99. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2006.890327Gil M., Bonache J., Selga J., et al. Broadband resonanttype metamaterial transmission lines. IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., 2007, vol. 17(2), pp. 97–99. doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2006.890327Withayachumnankul W., Jaruwongrungsee K., Tuantranont A. et al. Metamaterial-based microfluidic sensor for dielectric characterization // Sensors Actuators A: Physical. 2013. Vol.189. P.233–237. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2012.10.027Withayachumnankul W., Jaruwongrungsee K., Tuantranont A., et al. Metamaterial-based microfluidic sensor for dielectric characterization. Sensors Actuators A: Physical, 2013, vol. 189, pp. 233–237. doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2012.10.027Naqui J., Durán-Sindreu M., Martín F. Alignment and position sensors based on split ring resonators // Sensors. 2012. Vol.12(9). P.11790–11797. DOI: https://doi.org/10.3390/s120911790Naqui J., Durán-Sindreu M., Martín F. Alignment and position sensors based on split ring resonator. Sensors, 2012, vol. 12(9), pp. 11790–11797. doi: https://doi.org/10.3390/s120911790Al-Naib I.A., Jansen C., and Koch M. Single metal layer CPW metamaterial bandpass filter // Progress Electromag. Res. Lett. 2010. Vol.17. P.153–161.Al-Naib I.A., Jansen C., and Koch M. Single metal layer CPW metamaterial bandpass filter. Progress Electromag. Res. Lett., 2010, vol. 17, pp. 153–161.Liu J.C., Shu D.-S., Zeng B.H., Chang D.-C. Improved equivalent circuits for complementary split-ring resonatorbased high-pass filter with c-shaped couplings // IET Microw. Antennas Propag. 2008. Vol.2(6). P.622–626.Liu J.C., Shu D.-S., Zeng B.H., Chang D.-C. Improved equivalent circuits for complementary split-ring resonatorbased high-pass filter with c-shaped couplings. IET Microw. Antennas Propag., 2008, vol. 2(6), pp. 622–626.Mondal P., Mandal M., Chaktabarty A., Sanyal S. Compact bandpass filters with wide controllable fractional bandwidth // IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 2006. Vol.16(10). P.540–542. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2006.882401Mondal P., Mandal M., Chaktabarty A., Sanyal S. Compact bandpass filters with wide controllable fractional bandwidth. IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., 2006, vol. 16(10), pp. 540–542. doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2006.882401Gil M., Bonache J., García-García J. et al. Composite right/left-handed metamaterial transmission lines based on complementary split-rings resonators and their applications to very wideband and compact filter design // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2007. Vol.55(6). P.1296–1304. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.897755Gil M., Bonache J., García-García J., et al. Composite right/left-handed metamaterial transmission lines based on complementary split-rings resonators and their applications to very wideband and compact filter design. IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 2007, vol. 55(6), pp. 1296–1304. doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.897755Luo X., Qian H., Ma J.-G., Li E. Wideband bandpass filter with excellent selectivity using new CSRR-based resonator // Electron. Lett. 2010. Vol.46(20). P.1390–1391. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2010.1817Luo X., Qian H., Ma J.-G., Li E. Wideband bandpass filter with excellent selectivity using new CSRR-based resonator. Electron. Lett., 2010, vol. 46 (20), pp. 1390–1391. doi: https://doi.org/10.1049/el.2010.1817Liu J.-C., Lin H.-C., Zeng B.-H. et al. An improved equivalent circuit model for CSRR-based bandpass filter design with even and odd modes // IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 2010. Vol.20(4). P.193–195. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2010.2042548Liu J.-C., Lin H.-C., Zeng B.-H., et al. An improved equivalent circuitmodel for CSRR-based bandpass filter design with even and odd modes. IEEE Microw.Wireless Compon. Lett., 2010, vol. 20(4), pp. 193–195. doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2010.2042548Лобекин В.Н., Бичурин М.И., Зуева Е.А. Применение метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов // Вестник НовГУ. Сер.: Технические науки. 2021. №4(125). С.43–46. DOI: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).43-46Lobekin V.N., Bichurin M.I., Zueva E.A. Primeneniye metastruktury na osnove chetyrekh split-kol'tsevykh rezonatorov [Application of metasctructure based on four split-ring resonators]. Vestnik NovSU. Issue: Engineering Sciences, 2021, no. 4(125), pp. 43–46. doi: https://doi.org/10.34680/2076-8052.2021.4(125).43-46Hossain M.I., Faruque M.R.I., Islam M.T., Ali M.T. Design and analysis of coupled-resonator reconfigurable antenna // Applied Physics A. 2016. Vol.122. Article number: 2. DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-015-9520-6Hossain M.I., Faruque M.R.I., Islam M.T., Ali M.T. Design and analysis of coupled-resonator reconfigurable antenna. Applied Physics A, 2016, vol. 122, art. no. 2. doi: https://doi.org/10.1007/s00339-015-9520-6

The authors declare that there are no conflicts of interest present.