Waveform selectivity at the same frequency.
Waveform selectivity at the same frequency.
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波形选择性以相同的频率。
DOI：
10.1038/srep09639
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发表时间：
2015-04-13
影响因子：
4.6
通讯作者：
Sievenpiper DF
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wakatsuchi H;Anzai D;Rushton JJ;Gao F;Kim S;Sievenpiper DF
电磁性能取决于材料的组成，即分子的埃尺度或超材料的亚波长周期结构。由于周期性结构的频散或共振，每种材料根据输入电磁波的频率而表现出不同的行为。这表明，如果频率是固定的，材料总是以相同的方式响应，除非它具有非线性。然而，这种非线性由入射波的大小或其他偏置控制。因此，很难区分相同频率的不同入射波。在这里，我们提出了一种新的基于电路的亚表面的概念，即使在相同的频率下，也可以选择性地吸收或传输特定类型的波形。这些亚表面与肖特基二极管以及电容器或电感集成在一起，分别选择性地吸收短脉冲或长脉冲。然后，将这两种类型的电路元件组合起来，以在其间吸收或传输特定波形。这种波形选择性给了我们另一种自由度来控制包括无线通信在内的各个领域的电磁波，因为我们的模拟表明，元表面能够响应不同的波形而改变误码率。
Electromagnetic properties depend on the composition of materials, i.e. either angstrom scales of molecules or, for metamaterials, subwavelength periodic structures. Each material behaves differently in accordance with the frequency of an incoming electromagnetic wave due to the frequency dispersion or the resonance of the periodic structures. This indicates that if the frequency is fixed, the material always responds in the same manner unless it has nonlinearity. However, such nonlinearity is controlled by the magnitude of the incoming wave or other bias. Therefore, it is difficult to distinguish different incoming waves at the same frequency. Here we present a new concept of circuit-based metasurfaces to selectively absorb or transmit specific types of waveforms even at the same frequency. The metasurfaces, integrated with schottky diodes as well as either capacitors or inductors, selectively absorb short or long pulses, respectively. The two types of circuit elements are then combined to absorb or transmit specific waveforms in between. This waveform selectivity gives us another degree of freedom to control electromagnetic waves in various fields including wireless communications, as our simulation reveals that the metasurfaces are capable of varying bit error rates in response to different waveforms.
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