Distortionless signals transfer through a wire media metastructure

• Autorzy: Vovchuk D. , Haliuk S. , Politanskyy L.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.8646

Warianty tytułu

PL

Transmisja sygnałów bez zniekształceń przez metastrukturę przewodową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the development of the components of communication means is considered based on the wire metastructures. This approach is novel and quite promising due to the metamaterials provides new opportunities for the radio engineering devices such as antennas, absorbers etc. First of all it makes possible decreasing of the dimensions of devices while the characteristics stay the same or better. Here the artificially created metastructure that consists of parallel metallic wires and characterizes by a negative electric permittivity was investigated. The possibility of broadband power transfer of electromagnetic waves was demonstrated. Also, at first time, the investigation of possible signal distortions due to wave propagation through the wire medium (WM) slab was performed via analyzing of spectral characteristics. The obtained results allow applying of WM to power transfer in wide frequency range (not only at frequencies of Fabry-Perot resonant) and enhancement of weak source propagation as well as to antennas constructions due to the absence of signal distortions. One of the promising applications of such structures is the possibility of realizing of flexible screens with nanometer thickness and high resolution.

PL

W artykułe omówiono rozwój komponentów komunikacyjnych opartych na metastrukturach przewodowych. Proponowane podejście jest nowe i obiecujące, ponieważ metamateriały zapewniają nowe możliwości dla urządzeń radiotechnicznych, takich jak anteny, pochłaniacze itp. Przede wszystkim dotyczy to możliwości zmniejszenia zasięgu urządzeń, podczas gdy ich charakterystyki pozostają niezmienione, a nawet się poprawiają. W artykule badana jest sztucznie wytworzona metastruktura, składająca się z równoległych przewodników metalowych i charakteryzująca się wartościami ujemnymi stałej dielektrycznej. Została opisana możliwość jej wykorzystania do szerokopasmowego przesyłania fal elektromagnetycznych. Ponadto, po raz pierwszy zbadano obecność możliwych zniekształceń sygnałów przesyłanych przez strukturę za pomocą analizy charakterystyk widmowych. Uzyskane wyniki pozwalają na wykorzystanie struktury równoległych przewodników do przesyłania sygnałów w szerokim zakresie częstotliwości (nie tylko na częstotliwościach rezonansowych Fabry-Perot) oraz do poprawy sygnałów o niskiej mocy, a także w konstrukcjach antenowych z powodu braku zniekształceń sygnałów. Jednym z obiecujących zastosowań takich konstrukcji jest możliwość ich zastosowania do elastycznych ekranów o grubości kilkudziesięciu nanometrów o wysokiej rozdzielczości.

Słowa kluczowe

EN

wired medium; signal transfer

PL

środowisko przewodowe; transmisja sygnałów

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 8, nr 1
• Strony: 44--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Vovchuk D.

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security

autor

Haliuk S.

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security

autor

Politanskyy L.

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security

Bibliografia

• [1] Burghignoli P., Lovat G., Capolino F., Jackson D.R., Wilton D.R.: Radiation from Elementary Sources in the Presence of Wire-Medium Slabs: Physical Mechanisms and Full-Wave Analysis. Proceedings of XVI Riunione Nazionale di Elettromagnetismo, Genova 2006, 113–116.
• [2] Engheta N., Ziolkowski R.W.: Metamaterials: Physics and Engineering Explorations. John Wiley & Sons Inc. 2006.
• [3] Kalteneker K.J. et al.: Ultrabroadband Perfect Imaging in Terahertz Wire Media Using Single-Cycle Pulses. Optica 3(5)/2016, 458–464.
• [4] Kosulnikov S., Vovchuk D., Nefedov I., Tretyakov S., Simovski C.: Broadband Power Transfer through a Metallic Wire Medium Slab. Proceedings of URSI International Simposium on Electromagnetic Theory (EMTS) 2016.
• [5] Mirmoosa M.S.: Wire Media for Enhancement of Radiative Heat Transfer and Spontaneous Emission. PhD Thesis at Aalto University, 2017.
• [6] Pendry J.B.: Negative Refraction Makes a Perfect Lens. Physical Review Letters 85 (18)/2000, 3966–3969.
• [7] Rotman W.: Plasma simulation by artificial and parallel plate media. IRE Transactions on Antennas and Propagation 10 (1)/1962, 82–95.
• [8] Sihvola A.: Metamaterials in electromagnetic. Physical Review Letters 85 (18)/2000, 3966–3069.
• [9] Simovski C.R., Belov P.A., Atrashchenko A.V., Kivshar Yu.S.: Wire Metamaterials: Physics and Applications. Advanced Materials 24/2012, 4229–4248.
• [10] Smith D.R., Padill W.J., Vier D.C., Nemat-Nasser S.C., Schultz S. Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity. Physical Review Letters 84/2000, 4184–4187.
• [11] Veselago V.G.: Electrodynamics of substances with simultaneously negative electrical and magnetic permeabilities. Sov. Phys. Usp. 10/1968, 5–13.
• [12] Vovchuk D., Kosulnikov S., Nefedov I., Tretyakov S., Simovski C.: MultiMode Broadband Power Transfer through a Wire Media Slab. Progress in Electromagnetics Research 154/2015, 171–180.
• [13] Zheludev N.I., Kivshar Yu.S.: From metamaterials to metadevices. Natural Materials 11/2012, 917–924.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).