Metamaterials an electrically small antennas and radar technology

  • № 4 (10) 2019

Страницы: 

83

 – 

86

Язык: английский

Открыть файл статьи
Открыть страницу статьи в Интернет

Аннотация

В статье анализируются результаты последних лет по созданию и использованию метаматериалов в области телекоммуникаций и радиолокационной техники. Перспективы использования так называемых левосторонних материалов (ЛСМ) в антенной технике для улучшения в широком диапазоне частот электромагнитных волн от 24 МГц до 30 ГГц с возможностью дополнительного усиления сигнала (до 20 дБ) и создания электрически малых передающих или приемных антенн с линейными размерами, существенно меньшими, чем длина волны передатчика. Это иллюстрируется технологией изготовления таких антенн и графиками, показывающими минимизацию (в некоторых случаях полную компенсацию). В частности, показана эквивалентная схема такого «не поглощающего» фильтра.

This paper analyzes the results of recent years on the creation and use of metamaterials in the field of telecommunications and radar technology. Prospects for the use of so-called left-hand materials (LHM) in antenna technology to improve in a wide range of frequencies of electromagnetic waves from 24 MHz to 30 GHz with the possibility of additional signal amplification (up to 20 dB) and the creation of electrically small transmitting or receiving antennas with linear dimensions significantly smaller than the wavelength of the transmitter. This is illustrated by the technology of manufacturing such antennas and graphs showing minimization (in some cases, full compensation). In particular, the equivalent scheme of such a «non-absorbing» filter is shown.

Список использованных источников

  1. Veselago V.G. Elektrodinamika veshestv s odnovremenno otritsatelnim znacheniyami ε i μ (The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ε and μ), Uspexi fizicheskix nauk, (1967), 92 (7), pp. 517–526.
  2. Lagarkov A.N., Kisel V.N., Sarichev A.K., Semenenko V.N. Elektrofizika i elektrodinamika MM (Electrophysics and electrodynamics MM) Institut teoreticheskoy I prikladnoy elektrodinamiki OIVT RAN (ITPE RAN) (Institute of theoretical and applied electrodynamics JIHT RAS (ITAE RAS), Moscow,2010.
  3. Slyusar B. Metamateriali v antennoy texnike: istoriya I osnovnie prinsipi (Metamaterials in antenna technology: history and basic principles), Electronics, (2009), 7, pp.70–79.
  4. Engheta N. and Ziolkowski R.W. Metamaterials:Physics and Engineering Explorations, Wiley-IEEE Press,(2006).
  5. Pendry J.B., Holden A.J., Robbins D.J., and Stewart W.J. Magnetism from conductors and enhanced non-linear phenomena,IEEE Trans. Microwave Theory Tech, (1999), 47, pp.2075.
  6. Smith D.R., Padilla W., Vier D.C., Nemat-Nasser S.C.,and Shultz S. Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity, Phys. Rev. Lett, 2000, 84, pp. 4184.
  7. Shelby R.A., Smith D.R., Schultz S. Experimental Verification of a Negative Index of Refraction, Science (2001),292 (5514), pp. 77–79.
  8. Sivuxin D.B. Ob energii EM polya v dispergirueshix sredax (On EM field energy in dispersible media), Optics and spectroscopy, 1957, 3 (4).
  9. Agranovich V.N., Ginzburg V.L., Krisstalooptika s uchyotom prostranstvennoy dispersii I teorii eksitonov (The crystal optics with account of spatial dispersion and theory of excitons) Мoscow: Nauka, (1965).
  10. Seleznev A.D., Pachurin G.V., Galka A.G. Raz-rabotka elektricheski malix antenn s primeneniyem metamate-riala (Development of electrically small antennas using met-amaterial) Mejdunarodniy jurnal prikladnix I fundamentalnix issledovaniy (2017), (9).
  11. Caloz C., Itoh T. Electromagnetic metamaterials Transmissons Line Theory and Microwave Applications, IEEE press, (2005).
  12. Sievenpiper DF. Superluminal waveguides based on non-Foster circuits for broadband leaky-wave antennas. IEEE Antennas Wireless Propagation Letters, (2011), 10, pp. 231-234.
  13. Wenquan Cao, Zuping Qian and Bangning Zhang. Applications of Metamaterials-Based Microstrip Antennas. 3rd Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation. (2014).
  14. Tutuncu B., Torpi H., Bulent U. A comparative study on different types of metamaterials for enhancement of mi-crostrip patch antenna directivity at the Ku-band (12 GHz), Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sci-ences, (2018), 26 (1171).
  15. Zhongyan Sh., Vasundara V.V. Tuning the effective properties of metamaterials by changing the substrate proper-ties. Journal of Applied Physics (2007), 101 (014909).
  16. Han Xionga, Jing-Song Honga. A wideband endfire directional microstrip antenna with metamaterials. IETE Jour-nal of Research (2013) 59, 2, (150).
  17. Mohamed-Ali Boujemaa, Rabiaa Herzi, Fethi Choubani, Ali Gharsallah. UWB Antipodal Vivaldi an-tenna with higher radiation performances using metamaterials, Applied Physics A. (2018), 124 (714).
  18. Qiang FU, Cheng-Li FAN, Si-Jia LI, Gang WANG, Xiang-Yu. Ultra-Broad Band Radar Cross Section Reduction of Waveguide Slot Antenna with Metamaterials. Radioengineer-ing, (2016), 25(2).
  19. Mohammad H., Mazaheri A.J. A broadband array an-tenna using epsilon-near-zero metamaterials for MIMO appli-cations International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, (2018), https://doi.org/10.1002/ mmce.21475.

Список всех публикаций, цитирующих данную статью