物理学 > 应用物理
[提交于 2024年12月31日
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标题: 波导馈电的谐振超材料元件的等效电路模型
标题: Equivalent Circuit Models for Waveguide-Fed, Resonant, Metamaterial Elements
摘要: 我们提出了一种方法,用于提取波导馈电的谐振超材料元件的等效电路模型,例如互补电感-电容元件(cELC)。 从单个波导馈电的cELC的散射参数中,可以确定有效的电极化率和磁极化率,这些参数可以用等效集总元件电路组件来表示。 该电路模型为理解cELC的电磁散射特性提供了深刻的见解,并有助于优化元件的设计。 我们发现,平面的、固有谐振的、波导馈电的元件具有一组共同的性质,这些性质对其耦合、最大辐射以及其他关键散射参数施加了限制。 此外,与简单的缝隙和其他非谐振孔径不同,谐振元件在等效电路中引入了一个有效的变压器,以解释此类元件在谐振时出现的场增强现象。 我们引入了一种通用且稳健的方法,通过拟合提取的极化率来确定有效电路参数,并将这种方法扩展到与物理集总电路元件(如封装电容器或变容二极管)集成的谐振超材料元件。 我们发现解析预测与全波仿真之间具有极好的一致性,这意味着只需一次或两次全波仿真即可确定cELC在添加任意外部集总元件时的特性。 这种方法可以极大地提高超表面天线孔径设计的效率,特别是在需要元件响应库的情况下。
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