最近的研究美国国家标准与技术研究所已经证明了由“超材料”制成的薄膜可以减小产生微波的共振电路的尺寸。“超材料”是一种人工合成的亚博网站下载复合材料,能够提供奇怪的电磁特性组合。
这项工作是世界范围内进一步缩小电子设备(如手机、收音机和雷达设备)的努力的一步。app亚博体育
超材料最亚博网站下载为人所知的可能是一种“隐形”手段,以产生一种隐形的错觉,有点像帮助隐形战斗机躲避雷达的低反射率涂层。正如在一篇新论文中所描述的,NIST的研究人员和合作者进行了二维表面版本的计算和模拟,被称为“超膜”,由金属块或电介质颗粒组成。这些超薄膜中的振动粒子yabo214使入射的电磁能量以独特的方式运行。
研究小组推断了在一种普通谐振腔的内部中心放置超薄膜的效果,谐振腔是一种微波不断来回弹跳的腔。谐振腔用于调整微波系统以辐射或检测特定的频率。要产生共振,谐振腔的主要尺寸必须至少是所需频率波长的一半,所以对于一个以1千兆赫频率工作的手机来说,谐振腔大约有15厘米长。其他研究小组已经表明,用大块超材料填充部分空腔,可以使谐振器缩小到超出通常尺寸限制的范围。亚博网站下载NIST的研究小组证明,用单一的超薄膜也可以达到同样的效果,它消耗的空间更少,从而允许更小的谐振器,以及更少的能量损失。根据这篇论文,更复杂的超薄膜设计将进一步增强这种效果,因此,在原则上,谐振器可以制成所需的小尺寸。
主要作者Chris Holloway解释说,超薄膜制造了一种假象,即谐振器比它的小物理尺寸要长,通过改变电磁能量通过超薄膜时的相位,就好像空间在腔的中间被扩展了一样。这是因为超薄膜的散射结构,就像传统介质或磁性材料中的原子或分子,会在局部捕获电能和磁能。亚博网站下载微波通过调整它们的相位来实现腔内稳定的共振条件来响应这种不均匀的能量景观。
在缺点方面,研究人员还发现,由于超薄膜的损耗,较小的谐振器有较低的质量因子,或存储能量的能力。因此,在器件设计中需要考虑工作频率、谐振器大小和质量因素。研究报告的作者包括两位来自宾夕法尼亚大学的学者和一位来自科罗拉多大学的客座研究员。
2008年3月19日公布