首页/文章/ 详情

文献速递--超材料实现的可重构

3月前浏览2165




具有独特场操控特性的电磁 (EM) 介质的引入,统称为超材料,提高了人们对人造材料的设计、制造和测试的兴趣,这些材料的特征可以根据应用要求和用户目标进行工程设计。在这个框架中,可重构超材料理论的长期前景(即,任意和实时改变2-D/3-D材料的电磁响应的可能性)为设计者提供了极其广泛的新自由度,用于合成创新的自适应系统。


超材料的可重构

As shown below👇


超材料

超材料独特的电磁(EM)特性 (包括负折射率、负相速度和负介电常数/磁导率 ),它们最初是通过有序集 合合成的 亚波长谐振器[如金属棒和分裂环谐振器(SRR),已经能够合成一系列创新的电磁器件, 包括高增益小型天线、 完美的镜头、小型化滤波器和功率分配器、理想的隐身设备, 薄型吸收体、波操纵表面和紧凑型偏振片。

在这样的框架下,对多功能和可重构系统日益增长的技术需求已经 提高了人们对电磁可重构材料的兴趣。







可重构

引入可调谐组件的可能性 亚波长尺度很快被公认为实现 EM 可重构性的一种直接方法。

可重构和可调的超材料,可以定义为

通过利用其他几种调谐机制,如使用微机械装置、非线性材料、液晶、微流体、石墨烯和各种半导体结构,已经实现了超材料启发的结构,其电磁行为作为设备正常运行的一部分,通过改变其组成的物理或几何特性而有意地进行了修改。此外,它们已被用于不同的无线和有线应用,这些应用工作在微波、太赫兹、中红外(中红外)、近红外和光带。此外,可重构超材料结构也被认为是一种缓解静态超材料一些最重要缺点(即带宽窄、损耗高和容差敏感性)的合适方法。





End



   

尽管如此,在商业设备中开发和实现可重构超材料仍然是一个挑战。在灵活性、操作带宽、效率、实现方面面临严峻的理论和技术挑战复杂性、鲁棒性、调优速度和成本。事实上,为超材料结构提供可重构性通常 需要在标准布局中引入额外的组件/材料,从而可能会影响系统的效率、重量和功耗,除了必须具有自选控制逻辑外。此外,在噪声灵敏度、能源需求和应用可重构超材料与标准材料之间的非线性(取决于所考虑的技术以实现可重构性;见第二节) 电磁技术在复杂设备的设计中。因此,可重构的工程设计 超材料目前是一个非常活跃的研究领域,不断引入新的技术解决方案和尝试




来源:灵境地平线
非线性隐身半导体理论材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-25
最近编辑:3月前
周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
获赞 22粉丝 18文章 163课程 0
点赞
收藏
作者推荐

传输线理论的两种阐述

传输线理论在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁,因此它在微波网络分析中有重要意义。传输线中的波传播现象可以从两个角度阐述:1、从电路理论的延伸的推导,2、从麦克斯韦方程的一种特殊情况解释。传输线理论介绍Asshownbelow👇一、传输线的集总元件电路模型电路理论和传输线理论之间的关键差别是电尺寸。电路分析假定网络的物理尺度比电波长小得多,而传输线的尺度则可能为一个波长的几分之一或几个波长。因此,传输线是分布参量网络,在整个长度内其电压和电流的幅值和相位都可能发生变化。如图所示,传输线经常用双线来示意,因为传输线(对TEM波传播)至少总得有两根导体。无穷小长度△z的一段线可以模拟为一个集总元件电路,其中R,L,G,C为单位长度的量,定义如下:-R:单位长度的电阻(欧姆/米)-L:单位长度的感抗(亨利/米)-G:单位长度的导纳(西门子/米)-C:单位长度的电容(法拉/米)传输线方程:传输线方程是描述信号在传输线中传播的重要数学模型。它们基于基尔霍夫电压定律和电流定律,结合上述参数,可以得到以下两个方程:二、传输线场分析从麦克斯韦方程出发,导出电报方程的时谐形式的方法。用传输线上的电磁场来推导出传输线参量(R,L,G,C),然后利用这些参量,在同轴线的特殊情况下导出电报方程。而大多数传输线的传播常数﹑特征阻抗及衰减都可以直接由场论的解导出。先求出等效电路参量(L,C,R,C)的方法只适用于相对简单的传输线。但它提供了一个有用的直观概念,而且把传输线与其等效电路模型联系起来。利用导出的同轴线的L,G和C的结果,得到电报方程为End传输线理论通过引入特征阻抗(Z0)、传播常数(γ)等参数,将电路元件的阻抗特性和电磁波的传播特性统一起来。这些参数不仅描述了传输线的电气性能,还反映了电磁场的分布和变化。通过求解传输线方程(如电报方程),可以得到传输线上任意位置的电压和电流分布,进而分析电路的响应特性。来源:灵境地平线

有附件
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈