ISSN 1810-3189 · EISSN 2782-294X
Языки: ru · en

Статья: ПЛАЗМОННЫЕ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ГРАФЕНОВЫХ НАНОЛЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ ТЕРАГЕРЦОВОГО И ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (2024)

Читать онлайн

Обоснование. Для развития новых терагерцовых систем беспроводной связи с высокой пропускной способностью и скоростью передачи, таких как 6G и выше, необходимо эффективное управление направлением поляризации излучаемых терагерцовых волн, однако большинство методов технологически сложные и дорогие. Реализация терагерцовых антенн и устройств на основе 2D-материалов, таких как графен, решает проблему, связанную с разработкой эффективного управления.

Цель. Исследование возможности управления поляризацией терагерцового и ИК-излучения плазмонных антенн на основе прямоугольных графеновых нанолент с помощью изменения химического потенциала (приложением внешнего электрического поля).

Методы. Эту важную научную проблему, связанную с проектированием терагерцовых антенн, во многом позволяет решить моделирование с помощью программы электродинамического моделирования CST MWS 2023.

Результаты. В качестве объекта анализа выбраны плазмонные терагерцовые антенны на основе прямоугольных графеновых нанолент и показана возможность излучения волн двух ортогональных поляризаций. Выявлены способы управления поляризацией терагерцового, ИК-излучения таких антенн, основанные на выборе рабочих частот, соответствующих резонансам мод поверхностных плазмон-поляритонов, и нанесении металлизации на диэлектрическую подложку.

Заключение. Возможность управления поляризацией терагерцового, ИК-излучения позволяет создавать как новые элементы плазмонных антенных решеток, так и новые коммуникационные технологии, в том числе будущих сетей 6G.

Background. To develop new terahertz wireless communication systems with high throughput and transmission speeds, such as 6G and above, effective control of the polarization direction of emitted terahertz waves is necessary, but most methods are technologically complex and expensive. The implementation of terahertz antennas and devices based on 2D materials such as graphene solves the problem associated with developing effective control.

Aim. Study of the possibility of controlling the polarization of terahertz and IR radiation of plasmonic antennas based on rectangular graphene nanoribbons by changing the chemical potential (application of an external electric field).

Methods. This important scientific problem related to the design of terahertz antennas can largely be solved by simulation using the electrodynamic simulation program CST MWS 2023.
Results. Plasmon terahertz antennas based on rectangular graphene nanoribbons were chosen as the object of analysis and the possibility of emitting waves of two orthogonal polarizations was shown. Methods have been identified for controlling the polarization of terahertz and IR radiation from such antennas, based on the selection of operating frequencies corresponding to the resonances of the modes of surface plasmon-polaritons, and the application of metallization to the dielectric substrate.

Conclusion. The ability to control the polarization of terahertz and IR radiation makes it possible to create both new elements of plasmonic antenna arrays and new communication technologies, including future 6G networks.

Ключевые фразы: плазмонные антенны, прямоугольные графеновые наноленты, поляризация, плазмонный резонанс, диаграмма направленности
Автор (ы): Макеева Галина Степановна
Журнал: ФИЗИКА ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Идентификаторы и классификаторы

УДК
537.874.6. Дифракция
621.371.334. Распространение путем косвенного излучения с дифракцией (огибанием)
Префикс DOI
10.18469/1810-3189.2024.27.3.81-90
eLIBRARY ID
71299787
Для цитирования:
МАКЕЕВА Г. С. ПЛАЗМОННЫЕ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ГРАФЕНОВЫХ НАНОЛЕНТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ ТЕРАГЕРЦОВОГО И ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ // ФИЗИКА ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. 2024. Т. 27 № 3
Текстовый фрагмент статьи