首页/文章/ 详情

文献速递--可重构材料的应用

3月前浏览2371




由可重构超材料实现的独特 EM 场操作属性,使它们在广泛的应用场景中成为有吸引力的解决方案,例如遥感, 通信、信号处理、成像和雷达。事实上,可重构性特性既可在频谱上用于频移所需的超材料特性(例如,负相速度、磁共振、负折射率),或者反过来,在固定的范围内改变超材料响应频率。

引言



   

可重构超材料的应用将细分为3个不同的分类。

1、改变电磁特性的调整波的传播特性的超材料。包括透镜、吸收器、偏振器和频率选择超表面。

2、针对频率捷变的实现,例如可重构超材料天线和导波器件。

3、使用可调谐超材料作为感知环境变化的方法。




可重构应用分类

As shown below👇


Tunable 2D/3D Bulk Materials(材料)

具有可调响应的2d/3d超材料的设计直接应用于替代传统介质和静态超材料的反射/传输屏、高阻抗表面、雷达体、镜头、频率选择性表面、偏振器、斗篷和吸收器在这个框架中,设计通常用于修改等效性质(即介电常数、磁导率、折射率等)。





Antennas and Arrays\Guided-Wave Devices(调频)

通过可调谐超材料重新配置共振频率、波束转向和图案形状作为自适应天线,在单一辐射系统中实现多功能。 目前已提出了很多的架构解决方案,范围从频率捷变或可控天线到模式捷变辐射器。



至于导波器件,可重构超材料有着广泛应用,例如作为频率捷变滤波器、移相器、可调谐功率分配器、开关和调制器。可重构的超材料被证明是一种经济高效、紧凑且灵活的滤波器设计选项,具有完全可重新配置的响应范围微波通信系统到光学传感器和探测器。此外,右/左手传输线理论的引入为设计者提供了一个强大而简单的工具来分析、设计、 并验证创新型超材料导波器件在整个电磁光谱中的有效性。



Sensors and Detectors

最近出现的一个可重构超材料应用领域是传感和检测设备。超材料可重构性不用于控制设备的行为,它被用作对来自为某些物理量(如压力、温度、应变、化学成分、温度、压力、压力、温度和压力)的变化对超材料性能的诱导效应。






End



   

可重构超材料在所有应用中都具有巨大的潜力,在这些应用中,适应性、灵活性、 多功能性和小型化是强制性的或有用的。由于学术界的兴趣日益浓厚和工业社区,这一研究领域是目前新兴市场最活跃的领域之一

       

来源:灵境地平线
化学光学通信理论材料控制
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 23粉丝 20文章 163课程 0
点赞
收藏
作者推荐

波束无形,操控有术:深入解读相控阵天线的奥秘

相控阵天线由多个天线元组成,这些元可以独立地接收和发射信号。通过对每个天线元施加不同的相位和幅度,可以实现对发射或接收波束的电控制。相控阵天线的主要优势在于其能够在不移动天线的情况下,快速且灵活地改变波束的方向和形状,因此在现代通信和雷达系统中得到广泛应用。相控阵介绍Asshownbelow👇天线阵列基础知识天线阵列是一组空间上分离的N个天线。数量:阵列中的天线数量可以小到2个,也可以大到几千个(如在AN/FPS-85相控阵中由美国空军运营的雷达设施)。一般来说,天线阵列的性能随着阵列中天线(元件)的数量而增加;缺点是增加了成本、规模和复杂性。下图为四元微带天线阵列(相控阵),与超表面的区别在于贴片的尺寸,以及阵列天线是独立天线的组合。下图为蜂窝塔天线阵列。现在楼顶可以常见到类似的天线基站。这些天线阵列通常以3个为一组(2个接收天线和1个发射天线)使用。天线阵列的一般形式如下图所示。选择原点和坐标系,然后将N个单元定位,每个单元的位置由下式给出:dn=[XnYnZn]天线阵列的输出可以简单地写成:天线阵列的优点天线阵列的价值和实用性在于它能够确定(或改变)接收或发射的功率作为到达角的函数。通过正确选择天线阵列的重量和几何形状,可以将相控阵设计为抵消来自不期望方向的能量,并从其他方向最敏感地接收能量。如上图所示的沿着z轴的3元阵列天线。相控阵中的天线相距二分之一波长(以z=0为中心)。平面波的电场可以写成:对于天线i,接收到的信号为:接收到的信号通过复数相位因子来区分,这取决于天线的间隔以及到达平面波的角度。如果将信号相加,则结果为:如果观察输出的大小与(平面波的到达角)的关系可以看出,相控阵在某些方向上比其他方向有更好地信号。例如当到达角为90度时,天线阵列的接受度最高。相反,当到达角度是45度或135度时,无论入射平面波中的功率有多大,天线阵列的接收功率为零。由于互易性,传输和接受是相同的。End将来相控阵天线将向更高的频率、更小的体积和更低的成本发展。同时,集成先进的信号处理技术和人工智能算法,将进一步提升相控阵天线的性能和应用范围。总之,相控阵天线通过其独特的相位控制和电子扫描能力,极大地增强了信号传输的灵活性和精确度。其在多个领域的成功应用证明了其在现代通信和雷达技术中的重要性和潜力。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