dieléctricos artificiales
Los dieléctricos artificiales son materiales compuestos fabricados, que a menudo consisten en matrices de formas conductoras o partículas en una matriz de soporte no conductora, diseñadas para tener propiedades electromagnéticas específicas similares a las de los dieléctricos . Siempre que el espaciado de la red sea menor que una longitud de onda , estas sustancias pueden refractar y difractar ondas electromagnéticas y se utilizan para fabricar lentes , rejillas de difracción , espejos y polarizadores para microondas . Estos fueron conceptualizados, construidos y desplegados por primera vez para la interacción en el microondas .rango de frecuencia en los años 40 y 50. El medio construido, el dieléctrico artificial, tiene una permitividad efectiva y una permeabilidad efectiva , según lo previsto. [1] [2]
Además, algunos dieléctricos artificiales pueden consistir en redes irregulares, mezclas aleatorias o una concentración no uniforme de partículas.
Los dieléctricos artificiales se empezaron a utilizar con las tecnologías de microondas de radar desarrolladas entre las décadas de 1940 y 1970. El término "dieléctricos artificiales" entró en uso porque son análogos macroscópicos de dieléctricos naturales . La diferencia entre la sustancia natural y la artificial es que los átomos o moléculas son materiales construidos artificialmente (humanos). Los dieléctricos artificiales se propusieron debido a la necesidad de estructuras y componentes livianos para varios dispositivos de suministro de microondas. [2]
El término dieléctrico artificial fue creado por Winston E. Kock en 1948 cuando trabajaba para Bell Laboratories. Describía materiales de dimensiones prácticas que imitaban la respuesta electromagnética de los sólidos dieléctricos naturales. Los dieléctricos artificiales surgieron de la necesidad de materiales livianos de baja pérdida para dispositivos grandes y pesados. [1] [2] [3]
Los dieléctricos naturales, o materiales naturales, son un modelo para los dieléctricos artificiales. Cuando se aplica un campo electromagnético a un dieléctrico natural, se producen respuestas locales y dispersión a nivel atómico o molecular. La respuesta macroscópica del material se describe luego como permitividad eléctrica y permeabilidad magnética . Sin embargo, para que esta respuesta macroscópica sea válida, debe existir un tipo de ordenamiento espacial entre los dispersores. Además, una cierta relación con la longitud de onda es parte de su descripción. [3]Está presente una estructura de celosía, con cierto grado de ordenamiento espacial. Además, el campo aplicado es más largo en longitud de onda que el espaciado de celosía. Esto luego permite una descripción macroscópica expresada como permitividad eléctrica y permeabilidad magnética. [3]
Para fabricar una permitividad y permeabilidad artificiales, debe existir la capacidad de acceder a los átomos mismos. Este grado de precisión no es práctico. Sin embargo, a fines de la década de 1940, en el dominio de las longitudes de onda largas, como las frecuencias de radio y las microondas, se hizo posible fabricar dispersores a mayor escala y más accesibles que imitan la respuesta local de los materiales naturales, junto con una respuesta macroscópica sintetizada. En las regiones de radiofrecuencia y microondas se ensamblaron tales estructuras de rejilla cristalina artificial. Las dispersiones respondieron a un campo electromagnético como los átomos y las moléculas en los materiales naturales, y los medios se comportaron de manera muy similar a los dieléctricos con una respuesta efectiva de los medios. [3]
