Arbitrary Power-Conserving Field Transformations With Passive Lossless Omega-Type Bianisotropic Metasurfaces

物理 波前 天线(收音机) 电阻抗 散射 联轴节(管道) 导纳 近场和远场 无损压缩 光学 拓扑(电路) 计算机科学 材料科学 数学 电信 量子力学 数据压缩 组合数学 计算机视觉 冶金
作者
A. J. Epstein,George V. Eleftheriades
出处
期刊:IEEE Transactions on Antennas and Propagation [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:64 (9): 3880-3895 被引量:260
标识
DOI:10.1109/tap.2016.2588495
摘要

We present a general theory for designing realistic omega-type bianisotropic metasurfaces (O-BMSs), unlocking their full potential for molding electromagnetic fields. These metasurfaces, characterized by electric surface impedance, magnetic surface admittance, and magnetoelectric coupling coefficient, were previously considered for wavefront manipulation. However, previous reports mainly considered plane-wave excitations, and implementations included cumbersome metallic features. In this paper, we prove that any field transformation that locally conserves real power can be implemented via passive and lossless meta-atoms characterized by closed-form expressions; this allows rigorous incorporation of arbitrary source and scattering configurations. Subsequently, we show that O-BMS meta-atoms can be implemented using an asymmetric stack of three impedance sheets, an appealing structure for printed circuit board fabrication. Our formulation reveals that, as opposed to Huygens' metasurfaces, which exhibit negligible magnetoelectric coupling, O-BMSs are not limited to controlling the phase of transmitted fields, but can rather achieve a high level of control over the amplitude and phase of reflected fields. This is demonstrated by designing O-BMSs for reflectionless wide-angle refraction, independent surface-wave guiding, and a highly directive low-profile antenna, verified with full-wave simulations. This straightforward methodology facilitates the development of O-BMS-based devices for controlling the near and far fields of arbitrary sources in complex scattering configurations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ting完成签到,获得积分10
刚刚
OeO完成签到 ,获得积分10
刚刚
冷酷的墨镜完成签到,获得积分10
1秒前
foreve1完成签到,获得积分10
1秒前
Stitch完成签到,获得积分20
2秒前
zasideler完成签到,获得积分10
3秒前
Yuksn完成签到,获得积分10
4秒前
ZX801完成签到 ,获得积分10
4秒前
小一完成签到,获得积分10
6秒前
生活于微完成签到 ,获得积分10
7秒前
优秀含羞草完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
Jack完成签到 ,获得积分10
10秒前
易安完成签到,获得积分10
10秒前
小丑羊完成签到,获得积分10
11秒前
虚拟的绫完成签到,获得积分10
12秒前
清脆初晴完成签到,获得积分10
12秒前
西西发布了新的文献求助10
12秒前
林夕相心完成签到 ,获得积分10
13秒前
程程程完成签到,获得积分10
13秒前
木子草甜完成签到,获得积分10
13秒前
在水一方应助嬛嬛采纳,获得20
13秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
哎嘿应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
橘子石榴应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
不配.应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
邓志天完成签到,获得积分10
16秒前
会飞的史迪奇完成签到,获得积分20
17秒前
眼睛大的电脑完成签到 ,获得积分10
17秒前
聖璕完成签到,获得积分10
17秒前
情怀应助清风徐来采纳,获得10
17秒前
爱笑的访梦完成签到,获得积分10
17秒前
le完成签到 ,获得积分10
18秒前
plumcute完成签到,获得积分10
18秒前
迟迟完成签到 ,获得积分10
18秒前
友好冥王星完成签到 ,获得积分10
18秒前
山月完成签到,获得积分10
19秒前
lf-leo完成签到,获得积分10
20秒前
Wcc完成签到,获得积分10
20秒前
程哲瀚完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Evolution 10000
CANCER DISCOVERY癌症研究的新前沿:中国科研领军人物的创新构想 中国专刊 500
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158687
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2809923
关于积分的说明 7884302
捐赠科研通 2468638
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314374
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630601
版权声明 602012