• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Bredbandsöverföringstypskodande metasyta för elektromagnetisk strålbildning och skanning

    Grafiskt strukturella illustrationer av bredbands 1-bitars kodande partiklar och motsvarande överföringsamplitud och fasrespons. Upphovsman:Science China Press

    På grund av deras utmärkta prestanda för att manipulera elektromagnetiska (EM) vågor fritt och flexibelt, metasytor har undersökts i stor utsträckning sedan början av 2000 -talet. Dock, med den snabba utvecklingen av digital informationsteknik, de traditionella analoga metasytorna med kontinuerlig fasstyrning blir svåra att styra digital information. Under 2014, digital kodning och programmerbara metasytor föreslogs, som gör det möjligt att manipulera EM -vågorna från den digitala aspekten, bygga upp en bro mellan informationsvetenskap och fysisk metayta. Nyligen, några forskare har föreslagit en ny bredbandsöverföringstyp 1-bitars digital kodning metasurface och analyserat dess manipulationer på EM-fjärrstrålningsfunktioner.

    Det relaterade papperet med titeln "Bredbandsöverföringstyp 1-bitars kodande metasyta för strålformning och skanning, "publicerades i Science China Physics, Mekanik och astronomi , där RuiYuan Wu och prof. TieJun Cui från Southeast University är den första författaren och motsvarande författare, respektive.

    Under en lång tid, att förbättra arbetsbredd var en utmaning för metasytor. Rent generellt, bredbandsdesign av metasytor av reflektionstyp är lättare att implementera eftersom endast fasresponsen bör övervägas, och reflektionsamplituden förblir över 95% på grund av närvaron av metallisk mark. I kontrast, vid utformning av metasytor av överföringstyp, inte bara fasresponsen måste uppfylla kraven för digitala kodningssystem, men också en hög överföringsamplitud krävs. Förverkligandet av båda villkoren är beroende av stark resonans hos den digitala partikeln, vilket är mycket svårt att underhålla i ett brett band.

    För att övervinna denna svårighet, författarna antog en överföringsstruktur av flera lager, som visas i figur 1 (a), för att implementera de digitala partiklarna. Strukturen består av fyra identiska metalliska fyrkantiga fläckar (se figur 1 (b)), ett metalliskt korsformat spårskikt (se figur 1 (c)), och dielektriska substrat. Genom att justera storleken på fyrkantiga lappar, fasreaktionerna för överförda EM -vågor skulle ändras i enlighet därmed.

    Efter optimeringar mellan den högre transmittansen och tillräcklig fasskillnad för 1-bitars kodning, två digitala partiklar med olika geometrier utformades för att representera de digitala tillstånden '0' och '1'. Som visas i figurerna 1 (d) och 1 (e), fasskillnaden mellan de två partiklarna hölls nära 180 ° för att säkerställa 1-bitars kodningseffekt i bredbandsintervallet 8,1-12,5 GHz med hög transmittans, motsvarande en över 40% relativ bandbredd.

    Strålbildande och strålskannande funktioner för den föreslagna bredbands 1-bitars kodande metasytan. Upphovsman:Science China Press

    Baserat på de digitala partiklarnas bredbandsegenskaper, en digital kodande metasytedesign konstruerades först för att uppnå högriktad strålformning i det breda bandet, där sidolappnivåerna var under 10dB, såsom visas i figurerna 2 (a) och 2 (b). Vidare, de digitala partiklarna på metasytan kodades som sekvensen '010101 ...' för att utstråla två symmetriska strålar, där avböjningsvinklarna kan skanna kontinuerligt i endimensionellt intervall med ändrad arbetsfrekvens. Skanningsvinkeln är mer än 20 °, såsom visas i figurerna 2 (c) och 2 (d). Den föreslagna konstruktionen bryter den nuvarande gränsen för bandbredd i kodningsmetasytorna för överföringstyp, indikerar stora applikationspotentialer i radar- och trådlösa kommunikationssystem.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com