非相反座標変換媒質の創成

非互易坐标变换介质的创建

• 批准号: 22K18810
• 负责人: 真田 篤志
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18810/
• 关键词: メタマテリアル; 変換電磁気学; 透明マント; 非相反

本年度、非相反座標変換媒質を実現するため、基本素子となる、複数のジャイレータで構成される非相反集中定数素子を新たに提案した。まず、提案した非相反集中定数素子が電流の方向によってインピーダンスの値が異なる非相反性を示す集中定数素子となることを回路論に基づき理論的に示した。次に、数値シミュレーションにより本素子の周波数特性を計算した。その結果、本素子が、わずかなリップルがあるもののほぼ周波数依存性のない非相反集中定数素子として動作することが確認できた。これにより非相反異方性媒質の最も基本的となる構成要素が実現できた。続いて、波の伝搬方向によって異なる実効媒質パラメータを与える２次元非相反異方性メタ原子モデルの回路トポロジーを探索した。2次元異方性媒質モデルの各素子に非相反集中回路素子を導入することで、非対角項を含む実効的媒質パラメータをほぼ独立に与えることができるメタ原子回路モデルを考案した。回路シミュレーションにより、本メタ原子回路モデルで構成した2次元非相反異方性媒質が、順方向および逆方向の電磁波伝搬に対して理論通りの非相反伝搬特性を持つことを数値的に確認した。このことにより、本研究の第１の目的である順方向と逆方向でほぼ独立した座標系を与える非相反異方性媒質の構成理論の構築に成功した。また、本媒質に斜めに電磁波が入射した場合には、波の伝搬が順方向と逆方向の混合状態となることが数値シミュレーションにより明らかになった。この理論的裏付けや媒質設計への展開については現段階で未解明であり、引き続き検討してゆく。

This year, the non-inverse coordinate transformation medium is realized, the elementary element is formed, and the non-inverse concentration element is newly proposed. The theory of non-inverse concentration of elements in the direction of current is presented in this paper. The number of cycles of the element is calculated. As a result, the number of elements is determined by the number of cycles. The most basic elements of anisotropic media are realized. In addition, the wave propagation direction is different from that of the two-dimensional anisotropic medium. 2-dimensional anisotropic medium, each element of the non-opposite concentrated loop element is introduced, the non-opposite angular term is included, the medium is independent, and the atomic loop element is introduced. The circuit structure is composed of two-dimensional anisotropic medium, forward direction and reverse direction electromagnetic wave transmission, and the theoretical transmission and non-inverse transmission characteristics are confirmed by numerical value. The first purpose of this study is to construct a theory of independent coordinate system and non-opposite anisotropic medium. When the electromagnetic wave is incident on the medium, the mixed state of the wave in the forward direction and in the reverse direction is obtained. The theory of medium design is developed in the present stage.