Nahfeld-Fokussierte Metasurfacen mit Dual-Polarisation und Multi-Fokus-Eigenschaften

In diesem Papier wird ein neues Design einer dual polarisierten, nahfeld-fokussierten Metasurfac mit hoher Effizienz für drahtlose Energieübertragung mit Multi-Fokus-Eigenschaften vorgestellt. Das Metasurface-Element besteht aus einer Jerusalemer Struktur und vier begleitenden Resonatoren, die es umgeben. Die Linearität der Phasenkurve wird verbessert, indem das Verhältnis der Länge des zentralen Resonators des Metasurface-Elements zu den begleitenden Resonatoren angepasst wird, um die Auswirkung einer Reduzierung der physischen Fertigungsgenauigkeit auf den Fokussierungseffekt zu vermeiden. Im Hinblick auf die Phasensynthese des reflektierenden Metasurface wird eine Metasurface mit unabhängiger Regelung der dualen Polarisation eingeführt, um Multi-Fokus und hoch effiziente drahtlose Energieübertragung zu realisieren. Die dual polarisierten, single-feed, two-focus Metasurfacen, die bei 11 GHz und 14 GHz mit 15×15 Elementen arbeiten, wurden entworfen, hergestellt und durch planare Nahfeldeexperimenten gemessen. Durch die vollständige Wellen-Simulation von zwei Fällen, die bei 11 GHz und 14 GHz arbeiten, kann die duale Polarisation single-feed two-focus eine maximale Fokussierungseffizienz von 69,8 % bzw. 70,8 % erreichen. Die relative Bandbreite mit 50 % Energie-Fokussierungseffizienz dieser beiden Fälle beträgt über 18 %. Die gemessenen Ergebnisse stimmen gut mit den theoretischen Designs und den simulierten Ergebnissen überein, was die Durchführbarkeit und Richtigkeit des in diesem Papier vorgeschlagenen Ansatzes bestätigt.