Передавання гармонічних сигналів через структуру із паралельних провідників

  • D. A. Vovchuk Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича
  • P. F. Robulets Чернівецька філія ПАТ ''Укртелеком''
Ключові слова: метаматеріали, структура із паралельних провідників, передавання зображень, розподіл електричного поля, спектральний аналіз

Анотація

Робота присвячена дослідженню структури із паралельних провідників (СПП) для пристроїв передавання гармонічних сигналів. СПП є одним із класів метаматеріалів, що характеризується від'ємним значенням діелектричної проникності. Пристрої, в основу яких входять провідникові метаструктури, знаходять своє застосування при передаванні зображень, енергії сигналів, зондуванні тощо. В роботі проведено аналіз можливості функціонування СПП у широкому діапазоні частот, що дозволяє покращити процес передавання електромагнітних (ЕМ) хвиль між двома хвилевідними портами, що розміщені один навпроти одного із повітряним проміжком між їх апертурами, заповненим СПП. Рівномірний розподіл функції передавання у широкому діапазоні частот дозволяє вивчати можливість передавання гармонічних сигналів, де комірки (область між чотирма сусідніми провідниками) можуть розглядатись як окремі пікселі зображення. Дослідження розподілу електричного поля показали, що мінімальний період розміщення диполів на передавальній стороні повинен становити $2a$ вздовж осі $x$ та $3a$ вздовж осі $y$ для того, щоб гармонічні сигнали кожного з них можна було чітко розпізнати на приймальній стороні. Вивчення спектральних характеристик сигналів, отриманих на приймальній стороні, показало, що частка енергії, яка фіксується розміщеними у сусідніх комірках із кроком $2a$ та $3a$ диполями є на порядок меншими, ніж частка енергії, що фіксується диполем необхідної комірки. Частка енергії гармонічних сигналів, отриманих розміщеними по діагоналі диполями на приймальній стороні, є на декілька порядків меншою. Таким чином, встановлено, що крок розміщення дипольних випромінювачів на приймальній та передавальній стороні повинен становити не менше, ніж $2a$. Результати даної роботи можуть стати корисними у подальших дослідженнях систем передавання зображень, ендоскопії, зондування з використанням провідникових метаструктур.

Біографії авторів

D. A. Vovchuk, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Вовчук Д. А.,
 

P. F. Robulets, Чернівецька філія ПАТ ''Укртелеком''

Робулець П. Ф.,
 

Посилання

Capolino F. (2009) Theory and Phenomena of Metamaterials. DOI: 10.1201/9781420054262

Sihvola A. (2007) Metamaterials in electromagnetics. Metamaterials, Vol. 1, Iss. 1, pp. 2-11. DOI: 10.1016/j.metmat.2007.02.003

Ziolkowski R.W. and Erentok A. (2006) Metamaterial-based efficient electrically small antennas. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 54, Iss. 7, pp. 2113-2130. DOI: 10.1109/tap.2006.877179

Chen H., Padilla W.J., Zide J.M.O., Gossard A.C., Taylor A.J. and Averitt R.D. (2006) Active terahertz metamaterial devices. Nature, Vol. 444, Iss. 7119, pp. 597-600. DOI: 10.1038/nature05343

Wu B., Wang W., Pacheco J., Chen X., Grzegorczyk T.M. and Kong J.A. (2005) A Study of Using Metamaterials as Antenna Substrate to Enhance Gain. Progress In Electromagnetics Research, Vol. 51, pp. 295-328. DOI: 10.2528/pier04070701

Zheludev N.I. and Kivshar Y.S. (2012) From metamaterials to metadevices. Nature Materials, Vol. 11, Iss. 11, pp. 917-924. DOI: 10.1038/nmat3431

Belov P., Tretyakov S. and Viitanen A. (2002) Dispersion and Reflection Properties of Artificial Media Formed By Regular Lattices of Ideally Conducting Wires. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 16, Iss. 8, pp. 1153-1170. DOI: 10.1163/156939302x00688

Simovski C.R., Belov P.A., Atrashchenko A.V. and Kivshar Y.S. (2012) Wire Metamaterials: Physics and Applications. Advanced Materials, Vol. 24, Iss. 31, pp. 4229-4248. DOI: 10.1002/adma.201200931

Vovchuk D., Kosulnikov S., Nefedov I.S., Tretyakov S.A. and Simovski C. (2015) Multi-Mode Broadband Power Transfer Through a Wire Medium Slab (Invited Paper). Progress In Electromagnetics Research, Vol. 154, pp. 171-180. DOI: 10.2528/pier15111908

Kosulnikov S., Vovchuk D., Nefedov I., Tretyakov S. and Simovski C. (2016) Broadband power transfer through a metallic wire medium slab. 2016 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS), pp. 596-599. DOI: 10.1109/ursi-emts.2016.7571463

Vovchuk D., Haliuk S. and Politanskyy L. (2018) Distortionless Signals Transfer Through a Wire Media Metastructure. Informatics Control Measurement in Economy and Environment Protection, Vol. 8, Iss. 1, pp. 44-47. DOI: 10.5604/01.3001.0010.8646

Markov A. and Skorobogatiy M. (2013) Two-wire terahertz fibers with porous dielectric support. Optics Express, Vol. 21, Iss. 10, pp. 12728. DOI: 10.1364/oe.21.012728

Опубліковано
2018-12-30
Номер
Розділ
Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка