Метаматериал на основе планарных спиралей как преобразователь поляризации электромагнитных волн

The design and modeling of a metasurface is carried out, which makes it possible to transform an incident linearly polarized electromagnetic wave into a transmitted wave with elliptical polarization close to circular. At the same time, the reflection coefficient of the wave is close to zero at the resonant frequency, since the metasurface is similar to the free space in its wave resistance. The resonant elements of the meta-surface (meta-atoms) are two-turn planar spirals with balanced dielectric and magnetic properties. Such spirals exhibit radically different properties with respect to waves with right and left circular polarization. The metasurface as a polarization converter has strong chiral properties, since it contains planar spirals of only one direction of twisting, and can be manufactured within the framework of printed circuit board technologies.Проведено проектирование и моделирование метаповерхности, позволяющей преобразовать падающую линейно поляризованную электромагнитную волну в прошедшую волну с эллиптической поляризацией, близкой к циркулярной. При этом коэффициент отражения волны близок к нулю на резонансной частоте, поскольку метаповерхность аналогична свободному пространству по своему волновому сопротивлению. Резонансными элементами метаповерхности (метаатомами) являются двухвитковые планарные спирали, обладающие сбалансированными диэлектрическими и магнитными свойствами. Такие спирали проявляют кардинально различные свойства по отношению к волнам с правой и левой циркулярной поляризацией. Метаповерхность как преобразователь поляризации обладает сильными хиральными свойствами, поскольку содержит планарные спирали только одного направления закручивания, и может быть изготовлена в рамках технологий печатных плат

Helices of optimal shape for nonreflecting covering

In this paper we study helical inclusions of a certain shape (called the “optimal shape”), such that the electric, magnetic, and magneto-electric polarizabilities are equal, and discuss unusual reflection properties of artificial materials based on such inclusions. We study helical particles with optimized design parameters, which can make the realization of media with equal dielectric and magnetic susceptibilities possible. Not canonical helix, which consists of a split loop with two straight-wire sections, but the true helix, which is obtained by bending a wire with a constant pitch angle is investigated. The geometry of the helices makes it possible to create a composite material with equal permittivity and permeability. In such material optimal helices are located in pairs and each pair consists of the right-handed and left-handed helix. Thus compensation of chiral properties of a material as a whole is achieved