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Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 20073 (2022) Citer cet article

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Une correction de l'auteur à cet article a été publiée le 01 juin 2023

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Une métasurface à impédance adaptée peut canaliser efficacement les champs électromagnétiques pour un transfert de puissance maximal. Les techniques d'adaptation d'impédance à base de couches minces utilisent souvent des matériaux hautement dissipatifs et une interférence destructive des composants de réflexion à partir de plusieurs couches de sous-longueur d'onde. Ici, nous proposons une nouvelle méthode pour obtenir des caractéristiques anti-réflexion par interférence destructive de la diffusion électromagnétique antiparallèle émergeant de la métasurface chirale. La structure supercellulaire de la métasurface se compose de quatre multi-anneaux fendus adjacents sur un substrat FR-4. Les anneaux fendus sont agencés pour induire des courants de surface antiparallèles conduisant à des interférences destructives pour les champs diffusés. Les caractéristiques antireflet se traduisent par une absorption à large bande presque parfaite dans les bandes de fréquences doubles. Une absorption large bande de 983 MHz est obtenue entre 12,687 et 13,669 GHz. De même, une absorption à bande étroite de 108 MHz est obtenue dans la gamme de fréquences de 15,307 à 15,415 GHz. L'impédance associée à la conception symétrique unique de la supercellule entraîne une absorption identique pour les champs incidents polarisés x et y. Les résultats numériques et expérimentaux vérifient les caractéristiques d'absorption à large bande aux fréquences de la bande Ku. L'absorbeur de métasurface proposé peut être utilisé pour des applications de récupération d'énergie micro-onde.

Les progrès récents de la science des matériaux et de la technologie de fabrication ont permis un contrôle précis de la propagation des ondes électromagnétiques, y compris ses propriétés spectrales et de polarisation1,2. De nombreuses applications pratiques sont réalisées par la manipulation de champs électromagnétiques, notamment la détection3,4,5, l'imagerie6,7, la modulation de polarisation8,9,10,11,12 et la modulation de la lumière13. L'écran de Salisbury est l'une des applications prometteuses qui interdit la diffusion par adaptation d'impédance de la surface au milieu environnant14. L'écran de Salisbury a été l'une des premières tentatives de réduction des sections efficaces radar des avions de chasse15. Il s'appuie sur des chemins de diffusion à partir de plusieurs couches pour supprimer la réflexion globale. Cependant, leur absorption spectrale est limitée et l'absorption ne fonctionne qu'autour d'une seule fréquence16,17. De plus, l'adaptation d'impédance via les pertes de dissipation contribue de manière significative aux performances des absorbeurs.

Au cours des deux dernières décennies, des métamatériaux de divers types ont été proposés pour soutenir un contrôle efficace des champs électromagnétiques18,19. Plusieurs conceptions de métamatériaux résonnants ont été proposées pour minimiser la section efficace radar des objets diffusants20,21,22. L'adaptation d'impédance de la métasurface résonnante est la clé pour soutenir les caractéristiques anti-réflexion23,24,25. L'absorbeur de métasurface composé d'une géométrie compliquée construite sur un patch annulaire fendu atteint un indice de réfraction négatif qui conduit à une absorption presque parfaite à des fréquences discrètes autour des bandes X et Ku26. Le résonateur spirale logarithmique intégré avec des matériaux à perte est utilisé pour absorber l'énergie micro-onde incidente entre les fréquences 6 et 37 GHz27. De même, l'ultra large bande du rayonnement micro-ondes a été absorbée par un réseau de métamatériaux de colonnes d'eau saline de forme conique28. La méthode d'absorption repose sur le coefficient d'absorption intrinsèque de l'eau salée et l'énergie absorbée est dissipée sous forme de chaleur28.

Ces dernières années, de nombreux travaux ont été théoriquement et pratiquement démontrés dans les métamatériaux absorbants (MMA)29. Le premier MMA a été démontré par Landy et al en 2008 qui avait la capacité d'absorber complètement les ondes EM en utilisant une cellule unitaire à une seule couche20. Depuis, les métamatériaux sont largement utilisés dans les gammes de fréquences micro-onde, infrarouge, térahertz et optique30. Le MMA est conçu en incorporant la structure métallique au milieu diélectrique pour atteindre des résonances électromagnétiques. Par conséquent, l'épaisseur du milieu diélectrique et la géométrie de la plaque métallique supérieure sont importantes pour générer des résonances électromagnétiques. Le MMA est largement utilisé dans le régime des micro-ondes pour diverses applications telles que les micro-bolomètres, la chambre anéchoïque, les réductions de diffusion31, la détection thermique32 et la récupération d'énergie33. Récemment, des absorbeurs parfaits fonctionnant aux fréquences infrarouges sont conçus en utilisant tous les matériaux semi-conducteurs diélectriques34. La conception se compose de résonateurs semi-conducteurs positionnés dans la direction du vecteur d'onde tout en étant intégrés dans un milieu à faible indice de réfraction. Une structure artificielle de corps noir hyperfréquence est proposée sur la base d'une conception similaire d'un élément résonateur placé au-dessus d'un plan de masse métallique opaque35. De tels éléments de corps noir offrent un moyen unique de concevoir des absorbeurs de micro-ondes accordables. Une conception de métasurface basée sur des éléments de résonateur désaccordés est utilisée pour l'absorbeur à large bande aux fréquences de la bande X36. L'approche est basée sur la sélection d'éléments absorbants placés à proximité les uns des autres ayant différentes tailles de leurs cellules unitaires. Les absorbeurs sélectionnés ont des fréquences d'absorption résonnantes proches les unes des autres de sorte que l'absorption globale de la métasurface se situe autour des fréquences de la bande X. La bande passante d'absorption pour 12 unités et 16 unités est optimisée à près de 2,73 GHz et 2,55 GHz d'un niveau d'absorption minimum de 80\(\%\).

Le premier MMA proposé par Landy et al est à la fois sensible à la polarisation et a une bande passante étroite qui limite son application. Il est souhaitable d'obtenir une large bande pour diverses applications. Le haut débit peut être réalisé par une conception multicouche mais il augmente l'épaisseur globale de la conception et rend l'alignement des couches plus difficile37. Des éléments localisés peuvent également être utilisés à cette fin, mais ils nécessitent une fabrication supplémentaire qui peut dégrader les performances de l'absorbeur38,39,40. Comme alternative à ces conceptions, des structures monocouches ont été étudiées et jugées plus appropriées. Les MMA monocouche rapportés dans la littérature sont soit à bande étroite, sensibles à la polarisation ou non stables angulairement. Cependant, peu de MMA monocouche à large bande ont été signalés jusqu'à présent37,40.

Les méthodes de transfert d'énergie sans fil et de récupération d'énergie devraient faire partie du système de transmission d'énergie de prochaine génération41,42. Récemment, on s'est intéressé aux applications de récupération d'énergie RF en utilisant des absorbeurs de métamatériaux43,44,45,46. La récupération d'énergie RF repose sur une rectification efficace de l'énergie électromagnétique à haute fréquence. Cela signifie que les matériaux dissipatifs conventionnels ne peuvent plus contribuer à une application efficace de récupération d'énergie RF47. Par conséquent, il existe un regain d'intérêt pour les méthodes d'absorption résonante par adaptation d'impédance avec des matériaux à faibles pertes. Récemment, des métasurfaces chirales basées sur la résonance ont été proposées pour transformer la polarisation des ondes électromagnétiques. Une métasurface hyperfréquence est conçue pour offrir simultanément une conversion de polarisation linéaire à polarisation croisée et une conversion de polarisation linéaire à circulaire48. La conception de l'élément de cellule unitaire en forme de nœud papillon prend en charge une large bande passante opérationnelle (pour la conversion de polarisation des champs réfléchis) aux fréquences micro-ondes. La métasurface chirale fonctionne en brisant la symétrie structurelle qui permet aux courants de surface de circuler de manière asymétrique. Les courants de déplacement induits conduisent à des composantes de polarisation croisée dans le champ lointain rayonné49,50.

Dans cet article, nous proposons un nouveau schéma pour obtenir des caractéristiques antireflet dans la métasurface micro-ondes sans avoir besoin de substrats hautement dissipatifs28. Le procédé pour obtenir des caractéristiques antireflet est basé sur l'interférence d'états de polarisation antiparallèles provenant d'éléments de diffusion adjacents. Les états de polarisation sont contrôlés à une échelle inférieure à la longueur d'onde en utilisant une supercellule périodique d'éléments chiraux constituant la métasurface. Les caractéristiques antireflet sont démontrées par une absorption presque parfaite autour des fréquences de la bande Ku.

Illustration schématique de la transformation de cellules de métasurface réfléchissantes chirales constituées de quatre cellules unitaires adjacentes de supercellule de métasurface anti-réfléchissante. Les flèches rotatives (gauche ou droite) sur la surface représentent la direction actuelle. Les flèches noires représentent les champs rayonnés émergeant de chaque cellule unitaire.

Les propriétés antireflets qui contribuent aux caractéristiques d'absorption globales dépendent des courants induits sur les cellules unitaires individuelles. La figure 1a montre quatre cellules unitaires adjacentes à l'intérieur d'une métasurface de conversion de polarisation conventionnelle48,49. Ici, chaque cellule unitaire supporte des courants de rotation en réponse aux champs électriques incidents. Ces métasurfaces sont utilisées comme plaque d'onde pour transformer les champs incidents en champs réfléchis orthogonaux ou polarisés circulairement. Si la distance (p) entre les cellules unitaires est significativement plus petite par rapport à la longueur d'onde d'intérêt, c'est-à-dire \ (p<<\ lambda \), la réflexion chirale résultante peut être supprimée par la transformation de deux des quatre cellules unitaires pour rayonner hors des champs de phase par rapport à la cellule unitaire d'origine, comme illustré à la Fig. 1b. Par conséquent, les quatre cellules unitaires forment deux paires en raison de champs réfléchis chiraux déphasés présentant des états de polarisation LHC ou RHC. Par conséquent, les quatre cellules unitaires adjacentes sont considérées comme des supercellules avec des états de polarisation antiparallèles conduisant à des interférences destructives pour les champs diffusés.

Illustration de conception schématique de la métasurface anti-reflet sur le dessus du substrat FR-4 soutenu par un plan de masse métallique. L'encart montre l'arrangement supercellulaire de quatre éléments adjacents d'anneaux fendus dans un arrangement symétrique en miroir.

La conception de la métasurface antireflet repose sur une conversion efficace des champs incidents polarisés linéairement en champs réfléchis polarisés circulairement. La conception proposée implique une structure multi-anneaux avec plusieurs divisions sur l'anneau extérieur, comme illustré sur la figure 2. Les anneaux extérieurs ayant des divisions directionnelles permettent la génération de courants de surface directionnels sur les cellules unitaires. Une supercellule constituée de quatre structures annulaires multi-split adjacentes est disposée pour obtenir une symétrie quadruple. Les perturbations induites dans les cellules adjacentes permettent aux champs déphasés d'obtenir la suppression des ondes diffusées. La métasurface de l'anneau fendu réside sur un substrat diélectrique fin d'épaisseur \(T_s\) . Les paramètres de conception géométrique fournis à la Fig. 2 sont la période p, le rayon \(R_1\), l'espace entre les anneaux G et la taille de l'espace entre les anneaux fendus C. Les paramètres structurels sont résumés dans le tableau 1.

Le matériau FR-4 est utilisé comme substrat avec une permittivité relative de \(\epsilon _r = \) 4,4 et une tangente de perte de 0,02. La métasurface est formée d'une couche à motifs de feuille de cuivre ultrafine avec une conductivité électrique de \(\sigma _{cuivre}=5,8 \times 10^7\) S/m et une épaisseur de 35 μm. La simulation d'onde complète de la métasurface est réalisée à l'aide de CST Microwave Studio en utilisant des conditions aux limites périodiques le long des directions x et y. La simulation électromagnétique utilise un plan de masse d'une épaisseur suffisante supérieure à la profondeur de la peau pour bloquer les champs transmis de l'autre côté de la métasurface.

Il sera intéressant d'analyser la réponse de la métasurface sans perturbation avec toutes les cellules unitaires identiques. Les cellules unidirectionnelles possèdent une symétrie structurelle le long de l'axe diagonal. La réponse de la métasurface avec des cellules unitaires unidirectionnelles est fournie sur les figures 3a, b. Les coefficients de la matrice de Jones fournissent une description utile pour analyser l'effet de la conversion de polarisation.

Ici, \(E_{xi}\) et \(E_{yi}\) sont des champs incidents et \(E_{xr}\) et \(E_{yr}\) sont des composants de champ réfléchis. En considérant les champs incidents polarisés x, les coefficients complexes de la matrice de Jones \(R_{xx}\) et \(R_{yx}\) montrent que la transformation des champs incidents en champs réfléchis co-polarisés et croisés respectivement. La figure 3a, b fournit les coefficients des composants de la matrice de Jones pour les champs incidents polarisés x.

(a) Magnitude et (b) phase des coefficients de réflexion pour les composants polarisés co-\(R_{xx}\) et croisés \(R_{yx}\) pour la métasurface réfléchissante chirale dans la même direction. ( c ) Rapport d'extinction de polarisation en dB pour la métasurface réfléchissante chirale dans la même direction. L'encart pour les figures (c) et (d) montre le contour de l'orientation variable dans le temps du vecteur de champ électrique réfléchi à la fréquence de résonance pour la polarisation croisée et circulaire.

Le rapport de conversion de polarisation (PCR) peut être calculé à l'aide des coefficients de la matrice de Jones. La PCR fournit un rapport décrivant la capacité de conversion de polarisation croisée et maintenue entre 0 et 1.

Les courants induits sur la métasurface conduisent à une réflexion polarisée croisée qui peut être calculée à l'aide de l'équation. (2). Comme le montre la figure 3c, le rapport de conversion de polarisation (PCR) se maintient au-dessus de \(50\%\) entre 12,5 et 13,7 GHz. L'encart de la figure 3c montre que les champs incidents polarisés x sont convertis en champs réfléchis polarisés y. En outre, la métasurface peut également être étudiée pour la conversion de polarisation circulaire. A cet effet, nous pouvons définir le rapport d'extinction de polarisation (PER) en utilisant les coefficients de la matrice de Jones. Les coefficients PER calculent l'efficacité comme le rapport entre les champs polarisés circulairement à droite (\(|R_{xx}+iR_{yx}|\)) et à gauche (\(|R_{xx}-iR_{yx}|\)) calculés en échelle logarithmique (en dB).

La figure 3d fournit le rapport d'extinction de polarisation calculé à l'aide de l'équation. (3). Il est clair que les unicellules unidirectionnelles pour la métasurface supportent des champs polarisés circulairement à une fréquence de 12,4 GHz. Ceci est en outre étayé par l'analyse de l'encart de la Fig. 3d montre que les champs incidents polarisés x sont convertis en champs réfléchis polarisés circulairement à gauche.

Il est clair que la métasurface unidirectionnelle prend en charge la conversion de polarisation des champs réfléchis linéaires à polarisés croisés ou polarisés circulairement. Comme le montre l'illustration de conception schématique de la figure 2, la rotation des anneaux externes pour former une supercellule avec des divisions multidirectionnelles peut induire un phénomène d'absorption résonnant intéressant. La rotation permet aux courants induits de s'annuler et donc de minimiser la diffusion rayonnée en champ lointain (caractéristiques anti-réflexion). La figure 4a montre que l'amplitude des composantes de champ commun et de champ croisé réduit la composante de champ réfléchie à -10 dB. La raison de cette absorption résonnante est l'interférence destructrice des courants induits sur les éléments de la métasurface. La figure 4b montre que l'absorptivité reste supérieure à \(>90\%\) dans la plage de fréquences de 12,6 à 13,7 GHz et de 15,3 à 15,4 GHz. La bande passante d'une absorption de niveau presque parfaite supérieure à \ (> 90 \% \) est de près de 983 MHz (pour la bande d'absorption résonnante de 12,6 à 13,7 GHz), tandis que la pleine largeur à mi-hauteur (FWHM) se trouve à près de 1,514 GHz. Il convient de mentionner que la symétrie de la métasurface permet à sa réponse d'être indépendante de la polarisation incidente.

(a) Magnitude des coefficients de réflexion de la réflexion co- et polarisée croisée pour la métasurface antireflet. L'encart montre le contour de l'orientation variable dans le temps du vecteur de champ électrique réfléchi à la fréquence de résonance. ( b ) Spectre d'absorptivité de l'absorbeur de métasurface antireflet à incidence normale représenté par une ligne noire continue. La région de largeur de bande d'absorption presque parfaite est mise en évidence. L'absorptivité de la métasurface co-directionnelle de l'anneau fendu représentée par une ligne bleue pointillée est fournie à titre de référence.

Il convient de mentionner la comparaison entre les niveaux d'absorption résonante pour la métasurface co-directionnelle et en anneau fendu en rotation. Depuis, la métasurface co-directionnelle en anneau fendu fonctionne sur le principe du mécanisme de résonance pour générer des champs réfléchis chiraux. Par conséquent, il ne parvient pas à atteindre une absorption presque parfaite et l'absorptivité reste inférieure à \(70\%\) sur l'ensemble du spectre, voir Fig. 4b. D'autre part, la métasurface à anneau fendu en rotation, lorsqu'elle est disposée pour induire des courants de surface antiparallèles, conduit à des interférences destructives pour les champs diffusés. Cela permet un niveau d'absorption à large bande presque parfait dans les bandes de fréquences doubles. Il est souligné que le niveau d'absorption amélioré atteint dans ce cas est dû aux caractéristiques antireflet des éléments annulaires fendus tournés.

La figure 5 montre la direction des courants de surface sur la métasurface et les plans de masse à différentes fréquences de résonance. Les courants induits influencent les propriétés globales de diffusion de la métasurface. Les champs incidents polarisés x ont couplé les courants de surface sur la métasurface et les plans de masse. Comme prévu à la fréquence de résonance, les courants de surface sur la métasurface et les plans de masse supportent des courants opposés (anti-parallèles) sur chaque cellule, ce qui entraîne l'annulation du moment dipolaire net responsable de la diffusion en champ lointain.

Distribution de courant de surface pour supercellule à différentes fréquences 12,5 GHz, 13,5 GHz (résonance d'absorption) et 15,3 GHz (2e résonance d'absorption à bande étroite).

Il est intéressant de déterminer la réponse de la métasurface due à la variation des paramètres géométriques. D'après la figure 6, il est clair que la réponse d'absorption résonnante est sensible à la variation géométrique de la cellule unitaire de la métasurface. La figure 6a fournit la réponse de la métasurface en raison de la variation d'épaisseur du substrat (\(T_s\) = 1 mm, 1,6 mm, 2 mm) tout en gardant le rayon de l'anneau intérieur (\(R_2\)) et l'espace de l'anneau fendu C comme constantes. La figure 6a montre que l'épaisseur de substrat plus mince entraîne un décalage vers le bleu de la fréquence de résonance ainsi qu'une variation de la largeur de bande d'absorption. L'épaisseur du substrat de 1,6 mm conduit à une réponse optimisée avec une absorption résonnante relativement large. Par conséquent, il existe une relation inverse entre l'épaisseur du substrat et la fréquence de résonance. Par conséquent, l'épaisseur du substrat doit être plus faible pour que le patch résonne à une fréquence plus élevée. Un autre paramètre géométrique important est la largeur du bras donnée comme rayon (\(R_2\)). La figure 6b montre l'effet de l'absorption résonante due à la variation du rayon (\(R_2\) = 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm) de la bague intérieure. Le rayon de l'anneau plus petit entraîne un décalage vers le bleu de la fréquence de résonance ainsi qu'une variation de la largeur de bande de résonance. Le décalage de la fréquence de résonance est observé pour un \(R_2\) plus petit mais au prix d'une bande passante réduite. La valeur optimisée pour la largeur du bras de la bague intérieure est \(R_2\) = 0,4 mm. Enfin, l'effet de la variation de la taille de l'espace de l'anneau fendu (C = 1,75 mm, 2,05 mm, 2,35 mm) est analysé sur la figure 6c. Il est clair que la réduction de la taille de l'espace affecte le couplage résonnant et un décalage vers le rouge est observé pour la résonance à bande étroite pour une plus petite taille d'espace annulaire fendu (C). La valeur optimisée pour l'espace entre les anneaux fendus est C = 2,05 mm.

Spectre d'absorption pour différents paramètres géométriques, y compris (a) l'épaisseur du substrat \(T_s\), (b) le rayon de l'anneau intérieur \(R_2\) et (c) la taille de l'espace de l'anneau fendu C. L'illustration schématique de tous ces paramètres géométriques est fournie à la Fig. 2.

Le spectre d'absorptivité peut également être déterminé pour une condition d'incidence oblique. La figure 7 montre la variation du spectre d'absorptivité due à l'incidence oblique. La variation d'incidence oblique est fournie pour deux conditions différentes, à savoir l'angle azimutal considérant que le champ électrique est dans le plan ou l'angle polaire considérant que le champ magnétique est dans le plan de la métasurface. La figure 7a montre que la réponse de la métasurface pour la configuration du champ électrique dans le plan. L'absorptivité reste stable pour un angle azimutal supportant une insensibilité à un angle de polarisation large pour un angle variant entre 0° et 90°. En outre, il est souligné que la symétrie structurelle permet une réponse identique pour les ondes incidentes polarisées x et y qui permet une réponse similaire de la métasurface à partir d'une direction incidente arbitraire. D'autre part, la figure 7b montre la réponse de la métasurface pour la configuration du champ magnétique dans le plan. L'absorptivité reste stable pour l'angle polaire avec apparition de bandes de résonance supplémentaires aux angles obliques plus élevés.

Spectre d'absorptivité pour différentes directions d'incidence le long de (a) l'angle azimutal (\(\phi \)) allant de 0° à 90° et (b) l'angle polaire (\(\theta \)) allant de 0° à 45°.

Les mesures de métasurface absorbante ont été réalisées au laboratoire RIMMS. La figure 8a montre la configuration pour la mesure de la métasurface composée de deux antennes cornet à large bande connectées à un analyseur de réseau vectoriel (VNA). Le VNA agit comme une source de signal et excite les antennes cornets pour transmettre et recevoir des ondes électromagnétiques. L'analyseur de réseau vectoriel Agilent E8362B a été utilisé pour les mesures. La métasurface proposée est fabriquée à l'aide d'une technique de carte de circuit imprimé standard sur une feuille FR-4 de 1,6 mm d'épaisseur. La taille physique de la feuille est de 30 cm × 30 cm tandis que sa taille électrique est de 27\(\lambda \) \(\times \) 27\(\lambda \) avec \(\lambda \) = 1,1 cm à la fréquence de fonctionnement centrée de 13 GHz de la bande de fonctionnement 12,687–13,669 GHz. La conception fabriquée est illustrée ci-dessous sur la figure 8b. Comme les mesures sont effectuées dans l'environnement de laboratoire ouvert, les mesures ont également été effectuées pour l'environnement de laboratoire sans métasurface pour atténuer les effets environnants. Une comparaison entre les coefficients de réflexion simulés et mesurés et l'absorptivité résultante est fournie sur la figure 8c.

(a) Montage expérimental pour la mesure de la composante de réflexion co-polarisée \(R_{xx}\). Pour la composante de réflexion à polarisation croisée, l'antenne cornet de réception est tournée de 90°. (b) Le prototype fabriqué de l'absorbeur de métasurface proposé. ( c ) Une comparaison entre le spectre d'absorptivité mesuré et simulé pour l'absorbeur de métasurface anti-reflet.

On peut observer que les résultats ont un bon accord à l'exception d'un effet de gigue dans les résultats mesurés. la prise en compte de la taille finie de la métasurface avec des antennes à cornet ayant une plus grande ouverture provoque probablement une déviation de la réponse par rapport aux simulations qui supposent un agencement périodique des cellules unitaires avec incidence dans des conditions d'ondes planes. Les paramètres S mesurés présentent des pics de bruit et différents types d'algorithmes de filtrage peuvent être utilisés pour le traitement statistique des données mesurées afin de supprimer le bruit des données mesurées. Le désalignement entre les antennes de la métasurface et du cornet peut entraîner de légers écarts dans les résultats mesurés en raison de l'instabilité angulaire.

Dans cet article, un absorbeur de métasurface monocouche et indépendant de la polarisation est proposé sans utiliser d'éléments localisés ou de feuilles résistives. La conception de l'absorbant de la métasurface est basée sur une approche distincte des supercellules qui fonctionne grâce à l'interférence destructive de la diffusion électromagnétique antiparallèle émergeant des éléments cellulaires chiraux. Une seule couche de substrat de FR-4 prise en sandwich entre les couches métalliques supérieure et inférieure a été utilisée pour obtenir une large bande. Une conception à une seule couche sans éléments groupés se traduit par un processus de fabrication à faible coût et facile de la conception. L'absorbeur proposé a montré une large bande de 983 MHz sans utiliser d'éléments localisés, de feuilles résistives ou de conception multicouche. La bande passante d'absorption est supérieure à 90\(\%\) pour les doubles bandes. La pleine largeur à mi-hauteur (FWHM) serait de 1,514 GHz. Un prototype de la conception proposée est fabriqué et testé pour la stabilité d'absorption et de polarisation. La conception montre un bon accord entre les résultats de mesure et de simulation. Cette conception a diverses applications dans les technologies EMC/EMI, réduction RCS, satellite et furtive.

Toutes les données nécessaires pour évaluer les résultats de ce travail sont disponibles dans le document présenté. Des données supplémentaires relatives à ce travail peuvent être demandées à l'auteur correspondant.

Une correction à cet article a été publiée : https://doi.org/10.1038/s41598-023-35750-z

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Collège d'ingénierie, Université de Taibah, 41411, Médine, Arabie saoudite

Muhammad Amin et Omar Siddiqui

Département de génie électronique, Université d'ingénierie et de technologie, Taxila, Pakistan

Aamir Rachid

École de génie électrique et d'informatique, Université nationale des sciences et de la technologie (NUST), Islamabad, Pakistan

Aliza Fida et Farooq A. Tahir

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MA, OS et FAT ont conçu l'idée d'une métasurface antireflet pour l'absorption. MA et OS analysent les résultats et rédigent le manuscrit. AF, AR et FAT ont réalisé des simulations, des fabrications et des mesures. FAT a également contribué à la rédaction du manuscrit et a supervisé l'ensemble de la recherche.

Correspondance à Farooq A. Tahir.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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La version originale en ligne de cet article a été révisée : Aliza Fida a été omise de la liste des auteurs dans la version originale de cet article. La section Contributions de l'auteur se lit désormais comme suit : "MA, OS et FAT ont conçu l'idée d'une métasurface anti-réfléchissante pour l'absorption. MA et OS ont analysé les résultats et rédigé le manuscrit. AF, AR et FAT ont effectué des simulations, des fabrications et des mesures. FAT a également contribué à la rédaction du manuscrit et supervisé l'ensemble de la recherche."

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Réimpressions et autorisations

Amin, M., Fida, A., Rashid, A. et al. Métasurface antireflet pour une absorption indépendante de la polarisation à large bande aux fréquences de la bande Ku. Sci Rep 12, 20073 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-24691-8

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Reçu : 15 septembre 2022

Accepté : 18 novembre 2022

Publié: 22 novembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-24691-8

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