3.3 Об измерении параметров искусственных диэлектриков и метаматериалов

3. 3 Об измерении параметров искусственных диэлектриков и метаматериалов

Под искусственными диэлектриками (ИД) чаще всего понимают композиционные материалы, образованные диэлектрической матрицей с распределенными по объему проводящими включениями различной формы — сфер, стержней, пластин и т. п [ ]. За счет этих включений увеличивается поляризуемость вещества, а, значит, и ε.

Если искусственный диэлектрик можно рассматривать, как мелкодисперсную в масштабах длины волны однородную смесь химически не взаимодействующих веществ (например, алюминиевая пудра в полимерной матрице), то применимы все методы измерения ε и tgd, описанные ранее.  

Если же включения имеют регулярную структуру, характеризующуюся соизмеримым с длиной волны периодом (такую структуру можно назвать диэлектриком лишь весьма условно), то приходиться использовать методы свободного пространства, связанные с процессами отражения-преломления. В настоящее время эти методы обычно реализуют путем регистрации ближнего поля с применением последующей математической обработки.

Аналогичная ситуация имеет место и в случае метаматериалов, особенности поведения которых во внешних полях (иногда не имеющие аналогов у «обычных» материалов) обуславливается свойствами искусственных включений специального вида (так называемых «мета-атомов»[см., например, … опять ссылка на статью Вендиков]).

Физические размеры как самих мета-атомов, так и расстояний между ними для радиочастот оказываются достаточно большими (единицы и десятки миллиметров), что крайне затрудняет применение методов, требующих помещения образца в линию или какую-либо кассету.