具有共轭匹配层的无限功率反射器、吸收体与发射器
经典物理
2016-12-21 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
为了确保从源到用户的最快无线能量传输，需要最大化功率传输的信道容量。在通信技术中，MIMO（多输入多输出）概念利用了通过许多不同射线发送信号至接收机的想法。然而，如果我们关注能量传输任务，即使使用多天线向接收机发送功率，仍然仅利用了一种模式。在近场场景中，这是接收线圈天线的磁偶极模式。在远场场景中，这是传播的平面波TEM模式。最近研究表明，使用特殊人工材料可以确保自由空间的所有电磁模式与材料物体的模式共轭匹配，从而所有模式以最有效的方式向物体输送功率。获得这种引人注目的特性是因为共轭匹配不仅涉及传播模式，而且最重要的，应用于所有倏逝模。然而，与高阶（主要为倏逝）模式的耦合很弱，并在无限平面边界极限下消失。我们表明，用例如随机分布的小颗粒适当扰动接收或发射物体的表面，可以打开向远区超辐射的通道。在小颗粒中感生的电流充当二次源，将能量发送到远离表面处，并且反过来从远置源接收功率。我们理论预测，共轭匹配功率接收物体（相比理想黑体）与远区源之间的功率传输增强约20倍。反过来，所提出的结构向远区辐射的功率约为相同源在完美反射体上的20倍。
引用
@article{arxiv.1605.06040,
title = {Unlimited-Power Reflectors, Absorbers, and Emitters with Conjugately Matched Layers},
author = {Constantinos A. Valagiannopoulos and Sergei A. Tretyakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.06040},
year = {2016}
}