Розсіювання електромагнітних хвиль на решітках прямокутних діелектричних резонаторів
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.84.5-10Ключові слова:
розсіювання, решітка, прямокутний діелектричний резонатор, моделювання, c-функція, амплітуда розсіюванняАнотація
Розраховані і досліджені c-функції, що визначають ступінь впливу зовнішнього збуджуючого електромагнітного поля на прямокутний діелектричний резонатор (ДР) у відкритому просторі. Показано наявність напрямків з ''нульовою'' проекцією поля збудження на поле ДР. За допомогою теорії збурень, вивчено просторовий розподіл полів розсіювання, що виникає при падінні плоскої електромагнітної хвилі p- або s-типу, на квадратну решітку прямокутних діелектричних резонаторів. Побудована електродинамічна модель розсіювання на решітці ДР прямокутної форми. Продемонстровано появу відбитої і тіньової пелюстки при розсіянні на решітці прямокутних ДР з основними магнітними видами коливань. Досліджуються особливості розсіювання на решітці кубічної форми з виродженими магнітними коливаннями основного типу. Показано, що виродження власних коливань резонаторів призводить до більш складної картині розсіювання: появи додаткових пелюсток, а також зміни їх форми. Відзначено, що форма просторового розподілу розсіяного поля решітки може помітно змінюватися з варіацією частоти в межах смуги частот зв'язаних коливань резонаторів решітки. Отримані практичні результати моделювання дозволяють значно скоротити час обчислень і оптимізувати складні багаторезонаторні структури мікрохвильових та оптичних систем зв'язку, які одночасно виконують функції поділу або об'єднання каналів.
Посилання
Ramaccia D., Sounas D. L., Alù A., Toscano A., Bilotti F. (2020) Phase-Induced Frequency Conversion and Doppler Effect with Time-Modulated Metasurfaces. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 68, No. 3, pp. 1607-1617. DOI:10.1109/TAP.2019.2952469.
Trubin A., Kupriianov A. S., Fesenko V. I., Tuz V. R. (2020) Coupling coefficients for dielectric cuboids located in free space. Applied Optics, Vol. 59, Issue 23, pp. 6918-6924. DOI:10.1364/AO.399930.
Shamkhi H. K., Sayanskiy A., Valero A. C., Kupriianov A. S., Kapitanova P., Kivshar Y. S. , Shalin A. S., Tuz V. R. (2019) Transparency and perfect absorption of all-dielectric resonant metasurfaces governed by the transverse Kerker effect. Physical Review Materials, Vol. 3, Issue 8, pp. 1-10. DOI:10.1103/PhysRevMaterials.3.085201.
Li J., Liu C., Wu T., Liu Y., Wang Y., Yu Z., Ye H., Yu L. (2019) Efficient Polarization Beam Splitter Based on All-Dielectric Metasurface in Visible Region. Nanoscale Research Letters, 14, Article number: 34. DOI:10.1186/s11671-019-2867-4.
Shi T., Wang Y., Deng Z.-L., Ye X., Dai Z., Cao Y., Guan B.-O., Xiao S., Li X. (2019) All-Dielectric Kissing-Dimer Metagratings for Asymmetric High Diffraction. Advanced Optical Materials, Vol. 7, Issue 24. DOI:10.1002/adom.201901389.
Bibbò L., Liu Q., Khan K., Yadav A., Elshahat S., Abood I., Ouyang Z. (2019) Radiation-direction steerable nanoantennae. SN Applied Sciences, Vol. 1, Article number: 844. DOI:10.1007/s42452-019-0882-9.
Guo Z., Zhu L., Guo K., Shen F., Yin Z. (2017) High-Order Dielectric Metasurfaces for High-Efficiency Polarization Beam Splitters and Optical Vortex Generators. Nanoscale Research Letters, Vol. 12, Article number: 512. DOI:10.1186/s11671-017-2279-2.
Trubin A. (2016) Lattices of Dielectric Resonators. Springer Series in Advanced Microelectronics, Vol. 53, 171 p. DOI:10.1007/978-3-319-25148-6.
Minin I. V., Minin O. V., Pacheco-Pena V., Beruete M. (2015) All-dielectric periodic terajet waveguide using an array of coupled cuboids. Applied Physics Letters, Vol. 106. DOI:10.1063/1.4923186.
Li L., Wang J., Wang J., Du H., Huang H., Zhang J., Qu S., Xu Z. (2015) All-dielectric metamaterial frequency selective surfaces based on high-permittivity ceramic resonators. Applied Physics Letters, Vol. 106. DOI:10.1063/1.4921712.
Pidgurska T. V., Trubin A. A. (2014) Novel dual-band rectangular dielectric resonator filter. X International Symposium on Telecommunications (BIHTEL), pp. 1-5. DOI:10.1109/BIHTEL.2014.6987634.
Du B., Wang J., Xu Z., Xia S., Wang J., Qu S. (2014) Band split in multiband all-dielectric left-handed metamaterials. Journal of Applied Physics, Vol. 115, Issue 23. DOI:10.1063/1.4883962.
Kumari R., Behera S. K. (2013) Nine-element frequency independent dielectric resonator array for X-band applications. Microwave and Optical technology letters, Vol. 55, No. 2, pp. 400-403. DOI:10.1002/mop.27337.
Abd-Elhady A. M., Zainud-Deen S. H., Mitkees A. A., Kishk A. A. (2012) Dual Sized Varying Slot Lengths Loading Dielectric Resonator Reflectarray. International Journal of Electromagnetics and Applications, No 2(3), pp. 46-50. DOI:10.5923/j.ijea.20120203.05.
Petosa A., Thirakoune S. (2011) Rectangular Dielectric Resonator Antennas With Enhanced Gain. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 59, No. 4, pp. 1385-1389. DOI:10.1109/TAP.2011.2109690.
Al-Zoubi A., Kishk A., Glisson A. W. (2008) Linear dielectric resonator antenna array fed by dielectric image line. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, pp. 1-4. DOI:10.1109/APS.2008.4618987.
Trubin A. A. (2009) Electromagnetic waves scattering on a lattice of Dielectric Resonators. 19 International Crimean conference ''Microwave equipment and telecommunication technologies'', pp. 405-407. DOI:10.1109/TELSKS.2009.5339480.
Luk K. M., Leung K. W. (2003) Dielectric Resonator Antennas. Research Studies Press LTD., 388 p.
Mongia R. K., Ittipiboon A. (1997) Theoretical and Experimental Investigations on Rectangular Dielectric Resonator Antennas. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 45, No. 9, pp. 1348-1356. DOI:10.1109/8.623123.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 О. О. Трубін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
