Фазовращатель W-диапазона на основе метаповерхности со встроенными pin-диодами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена конструкция и выполнено численное моделирование фазовращательного элемента W-диапазона (75–110 ГГц). Структура фазовращателя представляет собой периодический массив прямоугольных патч-антенн на диэлектрической подложке со встроенными pin-диодами. Численно продемонстрирована возможность достижения фазового сдвига прошедшей волны до 87° на частоте 96 ГГц при потерях пропускания не более ‒7 дБ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Казаков

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: askazakov@physics.msu.ru
Россия, Долгопрудный; Москва

П. А. Гусихин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: askazakov@physics.msu.ru
Россия, Черноголовка

И. В. Андреев

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: askazakov@physics.msu.ru
Россия, Черноголовка

В. М. Муравьев

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: askazakov@physics.msu.ru
Россия, Черноголовка

И. В. Кукушкин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: askazakov@physics.msu.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Dang S., Amin O., Shihada B. et al. // Nature Electron. 2020. V. 3. No. 1. P. 20.
  2. Rasilainen K., Phan T.D., Berg M. et al. // IEEE J. Sel. Areas Commun. 2020. V. 41. No. 8. P. 2530.
  3. Fu X., Yang F., Liu C. et al. // Adv. Opt. Mater. 2019. V. 8. No. 3. Art. No. 1900628.
  4. Guo Y., Guo Y., Li C. et al. // Appl. Sciences. 2021. V. 11. No. 9. P. 4017.
  5. Rice M. Digital communications: a discrete-time approach. Pearson Prentice Hall, 2009. 796 с.
  6. Веселаго В.Г. // УФН. 1967. Т. 92. № 7. С. 517.
  7. Smith D.R., Pendry J.B., Wiltshire M.C.K. // Science. 2004. V. 305. No. 5685. P. 788.
  8. Shalaev V.M. // Nature Photon. 2007. V. 1. No. 1. P. 41.
  9. Кильдишев А.В., Шалаев В.М. // УФН. 2011. T. 181. № 1. С. 59; Kildishev A.V., Shalaev V.M. // Phys. UsP. 2011. V. 54. No. 1. P. 53.
  10. Holloway C.L., Kuester E.F., Gordon J.A. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2012. V. 54. No. 2. P. 10.
  11. Yu N., Capasso F. // Nature Mater. 2014. V. 13. No. 2. P. 139.
  12. Yu Y.F., Zhu A.Y., Paniagua‐Domínguez R. et al. // Laser Photon. Rev. 2015. V. 9. No. 4. P. 412.
  13. Chen H.T., Taylor A.J., Yu N. // Rep. Prog. Phys. 2016. V. 79. No. 7. Art. No. 076401.
  14. Ремнев М.А., Климов В.В. // УФН. 2018. Т. 188. № 2. С. 169; Remnev M.A., Klimov V.V. // Phys. Usp. 2018. V. 61. No. 2. P. 157.
  15. Yu N., Genevet P., Kats M.A. et al. // Science. 2011. V. 334. No. 6054. P. 333.
  16. Pfeiffer C., Grbic A. // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. No. 19. Art. No. 197401.
  17. Decker M., Staude I., Falkner M. et al. // Adv. Opt. Mater. 2015. V. 3. No. 6. P. 813.
  18. Chen M., Kim M., Wong A.M. et al. // Nanophotonics. 2018. V. 7. No. 6. P. 1207.
  19. Yu N., Aieta F., Genevet P. et al. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 12. P. 6328.
  20. Sun S., Yang K.Y., Wang C.M. et al. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 12. P. 6223.
  21. Pors A., Albrektsen O., Radko I.P. et al. // Sci. Reports. 2013. V. 3. No. 1. P. 2155.
  22. Huang L., Chen X., Muhlenbernd H. // Nano Lett. 2012. V. 12. No. 11. P. 5750.
  23. Sun S., He Q., Hao J. et al. // Adv. Opt. Photon. 2019. V. 11. No. 2. P. 380.
  24. Yang F., Pitchappa P., Wang N. // Micromachines. 2022. V. 13. No. 2. P. 285.
  25. Zeng H., Gong S., Wang L. // Nanophotonics. 2021. V. 11. No. 3. P. 415.
  26. Sievenpiper D.F., Schaffner J.H., Song H.J. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2003. V. 51. No. 10. P. 2713.
  27. Parlak M., Buckwalter J.F. // IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. 2010. V. 20. No. 11. P. 631.
  28. Zhang Y., Zhao Y., Liang S. et al. // Nanophotonics. 2018. V. 8. No. 1. P. 153.
  29. Zhang Y., Qiao S., Liang S. et al. // Nano Lett. 2015. V. 15. No. 5. P. 3501.
  30. Cui T.J., Qi M.Q., Wan X. et al. // Light Sci. Appl. 2014. V. 3. No. 10. P. 218.
  31. Pan X., Yang F., Xu S., Li M. // Proc. IEEE Ap-S/URSI (San Diego, 2017). P. 2055.
  32. Pan X., Wang S., Li G. et al. // Proc. IEEE MTT-S IWS (Chengdu, 2018). P. 1.
  33. Chieh J.C.S., Rowland J., Sharma S. // Electron. Lett. 2018. V. 54. No. 17. P. 1040.
  34. Chaimool S., Hongnara T., Rakluea C. et al. // Int. J. Antennas Propag. 2019. V. 2019. Art. No. 7216324.
  35. Zhang Z., Lan F., Mazumder P. et al. // Proc. IEEE PIERS-Fall (Rome, 2019). P. 3232.
  36. Al-Tag A.A., Al-mahdi R.M., Al-hedari et al. // Proc. eSmarTA2022 (Ibb, 2022). P. 1.
  37. Montori S., Chiuppesi E., Farinelli P. et al. // Int. J. Microw. Wirel. Technol. 2011. V. 3. No. 5. P. 521.
  38. Perez-Palomino G., Barba M., Encinar J.A. et al. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2015. V. 63. No. 8. P. 3722.
  39. Gaebler A., Moessinger A., Goelden F. et al. // Int. J. Antennas Propag. 2009. V. 2009. Art. No. 876989.
  40. Levin B.J., Weidner G.G. // Proc. IEEE G-MTT Int. Microw. Symp. (Boulder, 1973). P. 65.
  41. Nguyen C., Yen P. // Proc. IEEE16th EuMC1986. (Dublin, 1986). P. 133.
  42. Stephan K.D., Goldsmith P.F. // Proc. IEEE MTT-S Microw. Symp. Digest (Albuquerque, 1992). P. 591.
  43. Lowe K., Lynch D.D., Panaretos S. et al. Diode patch phase shifter insertable into a waveguide. US Patent No. 5170140. 1992.
  44. Dzhikirba K.R., Shuvaev A., Khudaiberdiev D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2023. V. 123. No. 5. Art. No. 052104.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематичное изображение общей структуры фазовращательного элемента, представляющего собой решетчатый массив из 20 металлических патч-антенн, разделенных щелями с характерным размером g = 30 мкм (а); cхема включения pin-диодов в структуру в области щели между соседними металлическими патчами (б)

Скачать (279KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости действительной (а) и мнимой (б) частей эффективного импеданса фазовращательного элемента от частоты для различных дифференциальных сопротивлений pin-диода

Скачать (165KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости коэффициента пропускания фазового элемента (а) и фазового сдвига прошедшей электромагнитной волны (б) от частоты при различных сопротивлениях pin-диодов

Скачать (181KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость фазового сдвига прошедшей электромагнитной волны на частоте 96 ГГц от дифференциального сопротивления pin-диодов

Скачать (107KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».