介电常数近零材料在调控电磁辐射方面有很大的应用潜力,比如可以大大提高天线的方向性,然而带宽和损耗方面的缺陷导致其在实际应用之中有诸多困难。
在本课题中,课题组和浙江大学的马云贵教授、中电33所的中国—白俄罗斯电磁环境效应“一带一路”联合实验室的王政研究员、以及火工大的刘渊教授合作,通过保形变换设计了一种具有近零材料特征的新型辐射器。该辐射器拥有近零材料调控辐射的能力,而其介电常数是大于零的,这大大缓解了带宽和损耗方面的限制,因此可以实现多频带、高定向辐射。仿真计算表明该辐射器件拥有高品质因子和大Purcell因子,这在高增益定向天线、增强荧光辐射、传感等方面有应用价值。
下图为设计结构近场辐射电场分布图、材料介电常数分布图和远场辐射图样:
下图为该辐射器的Q因子和Purcell因子仿真结果,在多个模式中均获得辐射增强:
文章题目:Near-zero-index-featured multi-band highly directional radiator with large Purcell factors
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.rinp.2022.105875
Results in Physics的2022年影响因子/JCR分区:4.565/Q2
浙江大学马云贵教授课题组网页: https://person.zju.edu.cn/mayungui
课题组与中电33所合作网页:http://cetcih.cetc.com.cn/zgdk/1593322/1593325/1738108/index.html