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采用单向传输线分流的线性压电超结构中的自适应非互易波衰减

应用物理 2021-04-09 v3

摘要

与弹性介质不同,电气元件之间很容易获得单向耦合特性,从而实现电波的单方向传输。本文探讨并利用压电梁与单向传输线的相互作用,以线性方式促进弹性波的非互易传输。通过理论频散分析与数值模拟,揭示了所提出压电超结构中弹性波的传输行为。研究发现,当引入单向电耦合特性后,压电超结构相反方向上的局域共振带隙得以保持。然而,与传统局域共振超结构(单元间无电耦合)相比,一个方向上的带隙衰减能力增强,而另一方向上的带隙衰减能力减弱。因此,由于带隙衰减能力的差异,该系统出现了弹性波的非互易传输。研究还表明,此类非互易波衰减能力随单向电耦合系数和电气单元电阻自适应变化。搭建了压电超结构的实验装置,实验结果验证了非互易特性及其自适应性。总体而言,所提出的压电超结构为实现弹性波的自适应非互易传输提供了一种线性且简洁的方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.10993,
  title  = {Adaptive nonreciprocal wave attenuation in linear piezoelectric metastructures shunted with one-way electrical transmission lines},
  author = {Yisheng Zheng and Junxian Zhang and Yegao Qu and Guang Meng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10993},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 11 figures