vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2023.5(134).824-832vestnovsu-276Research ArticleСтатьиМоделирование магнитоэлектрического материала для антеннModeling of magnetoelectric material for antennasПетровР. В.PetrovR. V.

Петров Роман Валерьевич – доктор физико-математических наук, доцент, профессор, главный научный сотрудник

Великий Новгород 

 Veliky Novgorod 

Roman.Petrov@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0726-4047НикитинА. О.NikitinA. O.

Никитин Александр Олегович – старший научный сотрудник 

Великий Новгород

 Veliky Novgorod 

nikitinao@okbplaneta.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9144-340XЗахаровМ. А.ZakharovM. A.

Захаров Максим Анатольевич – доктор физико-математических наук, доцент, профессор

Великий Новгород

 Veliky Novgorod 

Maxim.Zakharov@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9497-8234ЭминовС. И.EminovS. I.

Эминов Стефан Ильич – доктор физико-математических наук, профессор

Великий Новгород

 Veliky Novgorod 

Stefan.Eminov@novsu.ruНовгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоРоссияYaroslav-the-Wise Novgorod State UniversityRussian Federation20230702202405(134)824832Copyright © Петров Р.В., Никитин А.О., Захаров М.А., Эминов С.И., 20242024Петров Р.В., Никитин А.О., Захаров М.А., Эминов С.И.Petrov R.V., Nikitin A.O., Zakharov M.A., Eminov S.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/276

Статья посвящена моделированию магнитоэлектрического материала для антенн. В ней обсуждается эффект, наблюдаемый в магнитоэлектрических градиентных структурах. Градиентные магнитоэлектрические структуры представляют собой новый тип композитных структур, состоящий из магнитоэлектрического материала и искусственного диэлектрика. Рассматривается новый принцип управления волновыми свойствами антенны, основанный на геометрическом смещении точки возбуждения за счет приложения внешнего электрического поля. Использование искусственного диэлектрика в мультиферроидной структуре позволит более гибко управлять областями преобразования магнитостатической поверхностной волны в электромагнитную волну, что в практическом плане даст новые возможности для управления характеристиками антенн. В результате расчётов на основе разработанной модели 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.

The paper is devoted to the modeling of magnetoelectric material for antennas. The effect observed in magnetoelectric gradient structures is discussed. Gradient magnetoelectric structures are a new type of composite structures consisting of a magnetoelectric material and an artificial dielectric. A new principle of controlling the antenna wave properties based on the geometric displacement of the excitation point due to the application of an external electric field is being considered. The use of an artificial dielectric in a multiferroid structure will make it possible to more flexibly control the areas of conversion of a magnetostatic surface wave into an electromagnetic wave, which in practical terms will give new opportunities for controlling the characteristics of antennas. The conclusion about the possibility of controlled conversion of a magnetostatic surface wave into an electromagnetic wave was obtained as a result of calculations based on the developed model by selecting the values of stationary magnetic and electric fields, and the values of the permittivity of the artificial dielectric layer.

антеннымагнитоэлектрические градиентные структурыдиаграмма направленностиantennasmagnetoelectric gradient structuresradiation patternИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №22-29-00085, https://rscf.ru/project/22-29-00085/).ReferencesNikitin A. O., Petrov R. V. Magnetoelectric gradient structures // Journal of Physics: Conference Series. 2021. 2052. 012029. DOI: 10.1088/1742-6596/2052/1/012029Nikitin A. O., Petrov R. V. Magnetoelectric gradient structures // Journal of Physics: Conference Series. 2021. 2052. 012029. DOI: 10.1088/1742-6596/2052/1/012029Petrov R. V., Nikitin A. O., Bichurin M. I., Srinivasan G. Magnetoelectric antenna array // International Journal on Communications Antenna and Propagation (IRECAP). 2020. 10(6). 371-375. DOI: 10.15866/irecap.v10i6.18658Petrov R. V., Nikitin A. O., Bichurin M. I., Srinivasan G. Magnetoelectric antenna array // International Journal on Communications Antenna and Propagation (IRECAP). 2020. 10(6). 371-375. DOI: 10.15866/irecap.v10i6.18658Nikitin A. O., Petrov R. V., Havanova M. A. Control of magnetoelectric antenna by electric field // ITM Web of Conferences: 29th International Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo'2019), Sevastopol, Russia, 08–14 September 2019. Sevastopol, Russia: EDP2019. Vol. 30(1). P. 05028. DOI: 10.1051/itmconf/20193005028Nikitin A. O., Petrov R. V., Havanova M. A. Control of magnetoelectric antenna by electric field // ITM Web of Conferences: 29th International Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo'2019), Sevastopol, Russia, 08–14 September 2019. Sevastopol, Russia: EDP2019. Vol. 30(1). P. 05028. DOI: 10.1051/itmconf/20193005028Никитин А. О. Симуляция магнитоэлектрической структуры в СВЧ диапазоне // Вестник НовГУ. 2018. 3(109). 27-31.Nikitin A. O. Simuliatsiia magnitoelektricheskoi struktury v SVCh diapazone [Magnetoelectric structure simulation in the microwave range] // Vestnik NovSU. 2018. 3(109). 27-31.Vashkovskii A. V., Lokk E. G. On the parameters of patterns of radiation arising in the process of transformation of a magnetostatic surface wave into an electromagnetic wave // Journal of Communication Technology and Electronics. 2004. 49(8). 904-909.Vashkovskii A. V., Lokk E. G. On the parameters of patterns of radiation arising in the process of transformation of a magnetostatic surface wave into an electromagnetic wave // Journal of Communication Technology and Electronics. 2004. 49(8). 904-909.Demidov V. E., Kalinikos B. A. The spectrum of dipole-exchange spin waves in tangentially-magnetized metal-ferroelectric-ferromagnet-ferroelectric-metal sandwich structures // Technical Physics Letters. 2000. 26(4). 273-275. DOI: 10.1134/1.1262815Demidov V. E., Kalinikos B. A. The spectrum of dipole-exchange spin waves in tangentially-magnetized metal-ferroelectric-ferromagnet-ferroelectric-metal sandwich structures // Technical Physics Letters. 2000. 26(4). 273-275. DOI: 10.1134/1.1262815Demidov V. E., Kalinikos B. A. Spectra of exchange dipole electromagnetic-spin waves in asymmetric metal-insulator-ferromagnetic-insulator-metal systems // Technical Phyicss. 2001. 46(2). 219-222. DOI: 10.1134/1.1349280Demidov V. E., Kalinikos B. A. Spectra of exchange dipole electromagnetic-spin waves in asymmetric metal-insulator-ferromagnetic-insulator-metal systems // Technical Phyicss. 2001. 46(2). 219-222. DOI: 10.1134/1.1349280Nikitin A. A., Ustinov A. B., Semenov A. A., Kalinikos B. A. A microwave phase shifter based on a planar ferrite-ferroelectric thin-film structure // Technical Physics Letters. 2014. 40(4). 277-279. DOI: 10.1134/S1063785014040087Nikitin A. A., Ustinov A. B., Semenov A. A., Kalinikos B. A. A microwave phase shifter based on a planar ferrite-ferroelectric thin-film structure // Technical Physics Letters. 2014. 40(4). 277-279. DOI: 10.1134/S1063785014040087Ustinov A. B., Tiberkevich V. S., Srinivasan G., Slavin A. N., Semenov A. A., Karmanenko S. F., Kalinikos B. A., Mantese J. V., Ramer R. Electric field tunable ferriteferroelectric hybrid wave microwave resonators: Experiment and theory // Journal of Applied Physics. 2006. 100(9). 093905-093912. DOI: 10.1063/1.2372575Ustinov A. B., Tiberkevich V. S., Srinivasan G., Slavin A. N., Semenov A. A., Karmanenko S. F., Kalinikos B. A., Mantese J. V., Ramer R. Electric field tunable ferriteferroelectric hybrid wave microwave resonators: Experiment and theory // Journal of Applied Physics. 2006. 100(9). 093905-093912. DOI: 10.1063/1.2372575

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