波导馈送元表面的极化率提取
摘要：选材和建模仿生表面结构可以将导向波的能量耦合到传播波前。这是朝着针对仿生表面天线的全面多尺度建模平台迈出的第一步，其中包括大型阵列的仿材料元素内嵌在波导结构中，并辐射到自由空间中。其中，通过可极化偶极体代替仿材料元素的详细电磁响应。我们提出了两种方法来提取嵌入在一维或二维波导中的仿材料元素的有效极化率。第一种方法调用表面等效原理，在元素内部对有效表面电流和电荷进行平均处理，从而获得有效偶极矩。第二种方法基于计算波导中散射波的系数，从中可以推断出有效极化率。我们将这些方法应用于几种波导馈电的仿生表面元素变体，发现两种方法之间以及与简单几何形状的虹膜的解析表达式之间存在极好的一致性。将极化率提取技术推广到更高阶多极子，我们证实了对常见仿材料元素的偶极近似的有效性。准确确定了仿材料元素的有效极化率后，可以通过考虑可极化偶极体之间的相互作用，自洽地找到仿生表面天线（在天线内部和外部）产生的辐射场。偶极矩描述提供了一个用于工程设计仿生表面天线、全息图、透镜、波束形成阵列和其他较大电气尺寸、波导馈电的仿生表面结构的替代语言和计算框架。
作者：Laura Pulido-Mancera, Patrick T. Bowen, Nathan Kundtz, Mohammadreza F. Imani, David Smith
论文ID：1708.05061
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-12-13