波导馈电超构材料单元的极化率模型与电路模型的等价性
应用物理
2024-06-11 v1
摘要
超表面天线的一种常见变体由耦合到波导馈电的超构材料单元阵列组成。导波激发超构材料单元，将能量从波导模式耦合到辐射。在适当条件下，每个亚波长超构材料单元可以建模为一个可极化偶极子，其极化率通过从计算或测量的波导散射参数中提取的过程确定。本文建立了超构材料单元的极化率描述与等效电路模型之间的等价性，为超表面设计提供了一个额外的工具，该工具能提供重要的洞察力，并为高效建模非常大的孔径提供了一条途径。建立这种等价性后，包含集总元件以及二极管和晶体管等器件的更复杂的外部电路可以集成到超构材料单元中，然后可以将其转换为等效极化率，以便在耦合偶极子框架中进行建模。我们推导了几种基本超构材料单元的适当电路模型，这些模型提供了单元的等效电路参数与其有效极化率之间的直接关系。这些表达式通过全波仿真获得的几个示例结构的散射参数得到了确认。
引用
@article{arxiv.2406.06102,
title = {Equivalence of Polarizability and Circuit Models for Waveguide-Fed Metamaterial Elements},
author = {David R. Smith and Mohsen Sazegar and Insang Yoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.06102},
year = {2024}
}