Biegen von Mikrowellen und Verbieten von Frequenzen mit simulierten Metamaterialien

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Die Verwendung von Plasma zur Steuerung von Mikrowellen, um direkte Energie auf einen bestimmten Punkt zu strahlen, wird auf ihre Haltbarkeit in hochenergetischen elektrischen Feldern und ihre rekonfigurierbare Struktur untersucht.

Hochleistungs-Mikrowellenstrahlen können, ähnlich wie Laser, Energie mit hoher Geschwindigkeit über große Entfernungen übertragen, unbeeinflusst von Wind, Schwerkraft oder anderen Kräften.

Luft- und Raumfahrtingenieure an der University of Illinois at Urbana-Champaign simulierten ein aus Plasmastrukturen gebildetes Metamaterial, um sein Potenzial zur Abstimmung von Mikrowellenfrequenzen zu demonstrieren.”In der Simulation konzentrierten wir uns auf atmosphärische Plasma-Photonen-Kristalle – eine Struktur, die aus Plasmasäulen mit einem Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,8 Millimetern besteht, die in Spalten und Reihen angeordnet sind – und stellten uns diese als einen ordentlich geordneten winzigen Plasmawald vor.

Letztendlich versuchen wir herauszufinden, welche Knöpfe – Plasmadichte, Spaltenabstand, Spaltenradius – die beste Kontrolle über die Mikrowellenfrequenz, die durch die Struktur verläuft, ermöglichen”, sagte Matt Paliwoda, ein Doktorand, der mit dem Associate Professor Joshua Rovey in der Abt.

der Luft- und Raumfahrttechnik an der U of I.Paliwodas Simulation konzentrierte sich auf die Vorhersage der Frequenzbandlücken, die das Eindringen bestimmter Frequenzen in ein Material verhindern, indem die Materialstruktur verändert wird.

“Es blockiert sie einfach komplett.

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Wenn Sie eine Mikrowelle auf ein Material schicken, kann es leicht durch dieses hindurchgehen, aber es kann auch reflektiert werden.

Bei diesen Bandabständen reflektiert es, indem es die Frequenz verbietet”, sagte er.”Wenn man eine Gitarrensaite zupft, schwingt sie mit einer bestimmten Frequenz, die von der Länge der Saite abhängt”, so Paliwoda.

Um die Frequenz zu ändern, können Sie einen Clip an einem Ende der Saite anbringen, um die Schwingungslänge zu verkürzen und zu verhindern, dass die Saite bei anderen Frequenzen schwingt.

Im Falle des Plasmas ist der Abstand zwischen den Säulen unser String, in dem Mikrowellenenergie oszillieren kann, während die Plasmasäulen die festen Enden des Strings sind.

Auf diese Weise ermöglicht die Plasmastruktur der Mikrowellenenergie….

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