Demain, des antennes en métamatériaux ?

La conception d'antennes haute-performance requiert la mise au point de nouveaux matériaux composites dont les caractéristiques électromagnétiques ne se retrouvent pas dans le milieu naturel.

Meta materiaux

 

Ces "métamatériaux" peuvent être fabriqués en modifiant l'architecture chimique de matériaux existants (pour créer par exemple des matériaux anisotropes qui sont rares à l'état naturel). Cette recherche appartient au domaine de l'optique transformationnelle qui a pour base l'invariance des équations fondamentales de l'électromagnétisme par rapport aux déformations de l'espace.

MetasurfacesEn disposant un ensemble de petites structures coudées métalliques sur un matériau diélectrique, une équipe de chercheurs chinois de la Nanjing University of Technology a développé une nouvelle surface artificielle (métasurface) qui peut interférer avec les ondes électromagnétiques de la même manière qu'une antenne classique. Cette avancée, qualifiée par les auteurs de "première lentille pour antennes à large bande faisant appel à l'optique transformationnelle" pourrait avoir de nombreuses applications. Cette surface plane se comporte ainsi comme une lentille de Lüneburg en s'affranchissant des défauts liés à sa forme. Découvertes dans les années 1940, ces lentilles sphériques voient leur indice de réfraction varier selon la position dans le verre (contrairement aux lentilles classiques constituées d'un matériau homogène).
Cette propriété permet une focalisation des rayonnements hyperfréquence en un foyer situé à la périphérie de la lentille. La lentille peut alors être utilisée en tant que réflecteur ou en tant qu'antenne émettrice ou réceptrice. Ce type de lentilles est particulièrement utilisé dans le repérage radar et pour les télécommunications spatiales : elles permettent notamment de recueillir le signal de plusieurs satellites simultanément. Développer une surface plane qui reprend les propriétés de ces lentilles permettrait de réduire considérablement l'encombrement de ces dispositifs.

Ces travaux, réalisés par l'équipe du professeur Tie Jun Cui du département de Physique, ont été publiés dans la revue Applied Physics Letters. Ils viennent compléter les modélisations traditionnelles de l'optique géométrique et physique en ouvrant le champ de nouvelles recherches dans la conception de métamatériaux qui constituent, selon les auteurs de l'article, un des enjeux de la physique optique de demain.

Source 

 

Recherches, traduction et Mise en page Albert ON5AM ©

 

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antenne metamateriaux

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