Estudio de una estructura metamaterial mediante simulación numérica: resonadores SRRs

Abstract

Los metamateriales son materiales artifi ciales con la particular característica de presentar una permitividad eléctrica y una permeabilidad magnética negativas. Esta condición hace que la refracción en este tipo de estructuras sea negativa, razón por la cual también se los conoce como medios zurdos o doblemente negativos. En este trabajo se ha realizado un estudio numérico y teórico de este tipo de estructuras. En el primer capítulo de este trabajo se hace una breve introducción conceptual e histórica sobre este tipo de materiales. Seguidamente, se explican teóricamente las características de los medios zurdos y cómo cambian en estos los fenómenos electromagnéticos convencionales. A continuación se explican qué características tienen que tener este tipo de medios para su fabricación y se introduce la estructura que se va a analizar mediante simulación: el split ring resonator (SRR), fundamental en la arquitectura de estos metamateriales ya que es el responsable de la permeabilidad negativa. Llegados a este punto, se expone el análisis de los resonadores SRR, análisis que se ha llevado a cabo con el simulador electromagnético CST Microwave Studio R. Como introducción se ha explicado el funcionamiento de este simulador y se ha analizado una estructura sencilla en el espacio libre, estudiando sus propiedades a medida que se varían los parámetros que defi nen su comportamiento frente a la excitación electrogmanética. A continuación se ha pasado a realizar un análisis análogo de dos tipos de estructuras más complejas y ampliamente utilizadas en la fabricación de metamateriales zurdos (el EC-SRR y el BC-SRR). Por último, se ha introducido en la simulación un sustrato en el que en la práctica se imprimen este tipo de estructuras y se ha estudiado cómo influye en las características de los resonadores analizados con anterioridad.