現在、メタサーフェスにより電磁波の完全な制御が可能になり、電磁特性に基づいた平面レンズなどの数多くのアプリケーションの実装につながっています。現在の傾向に伴い、効率的なメタサーフェス設計に対する将来の需要が研究者の大きな注目を集めています。利用可能なメタサーフェスの中で、反射タイプ、またはメタミラーと呼ばれるものは、反射波面と散乱波面を完全に制御できます。残念ながら、ほとんどの天然素材の場合、分散特性は操作の自由度がほとんどない分子に依存します。このため、より高度な機能を実現することが困難になる。既存の文献には、メタミラーの分散特性に基づいて高度なアプリケーションを開発するいくつかの試みが示されています。ただし、既存のメタ表面は、望ましい分散制御を備えた適切なメタ原子を見つけることが難しいため、制限されることがよくあります。
これに対して、電子科学工学部の Yijun Feng 教授率いる南京大学の研究者らは、メタミラーのコーディングのための周波数選択概念を開発しました。彼らは、さまざまな周波数帯域の散乱特性を実現するためにメタミラーの位相分散を調整する方法を示しました。彼らの研究は現在雑誌に掲載されています。物理的レビューが適用されました.
簡単に言うと、研究チームは、中心周波数での所望の同相機能と側波帯での逆位相機能を達成するためのバイナリコーディング要素として使用される共鳴メタ原子を設計することから実験作業を開始しました。次に、メタ表面内のメタ原子をランダムに分布させて、外側の 2 つのバンドにおける後方散乱の減少を数値的にも実験的にも得ました。最終的に、全波シミュレーションと実験結果の比較が行われ、新しく開発されたメタミラーの実現可能性が検証されました。
著者らは、開発されたコンセプトが散乱低減のための従来のメタサーフェス設計と比較して周波数選択効果を示すことを観察しました。具体的には、107 GHz 付近の中心周波数窓での高効率のミラー反射と、75 ～ 95 GHz および 116 ～ 15 GHz の範囲の周波数の 2 つの側波帯での低拡散散乱を実現できます。さらに、表面メタの機能が散乱の低減のみに限定されないことも注目に値します。実際、問題のメタ原子の位相分散特性を調整するだけで、他の波面を完全に制御できるようになりました。
要約すると、南京大学の科学者らによる研究は、調整された位相分散特性を利用する反射メタサーフェスに対する周波数選択散乱と鏡面反射を組み合わせたアプローチを提示しました。一般に、達成された周波数選択的散乱効果は、良好な帯域内特性を維持し、帯域外レーダー断面積を縮小するために必要な容量を備えたアンテナのグランドプレーンなど、多数の電磁デバイスの開発を促進するでしょう。さらに、Yijun Feng 教授と彼の研究チームは、活性材料を考慮することで、周波数コーディング メタサーフェスの効果を高めることを目指しています。
参照
Sima, B、Chen, K、Luo, X、Zhao, J、および Feng, Y (2018)。メタサーフェスの位相分散調整による周波数選択散乱と鏡面反射の組み合わせ。