Влияние графенового покрытия элементов двумерного параболического зеркала из параллельных цилиндров на фокусировку радиоволн

Моделируется дифракция плоской электромагнитной волны с TE-поляризацией на параболической структуре, состоящей из N параллельных круговых цилиндров (N ∼ 50). Была решена задача дифракции плоской волны на цилиндре с произвольными координатами центра. В проведённых расчётах взаимное влияние отдельных элементов структуры не учитывалось. Исследовано поведение поля в окрестности фокуса рассматриваемой параболической антенны для цилиндров из диэлектрика, диэлектрика с графеновым монослоем и цилиндров с идеальной проводимостью. Обнаружено, что слой графена может приводить к увеличению максимальной амплитуды поля в фокусе почти в два раза, приближая диэлектрическую антенну по фокусирующим свойствам к антенне, состоящей из идеально проводящих цилиндров. Показано, что с ростом частоты амплитуда поля в фокусе сильно осциллирует, а сам фокус несколько удаляется от центра системы отражателей. Исследован размер фокального пятна в зависимости от частоты падающего поля, радиусов цилиндров и расстояния между отдельными отражателями. Показано, что поле в окрестности рассматриваемой структуры обладает некоторыми особенностями, а именно имеют место медленные и быстрые осцилляции амплитуды поля при изменении частоты падающей волны.

На английском языке
Influence of graphene coating on the elements of a two-dimensional parabolic mirror consisting of parallel cylinders on radio wave focusing
Velichko E.A.
Nickolaenko A.P.

We model the diffraction of a plane TE-polarized electromagnetic wave by a parabolic structure consisting of N parallel circular cylinders, where (N ∼ 50). The problem of the diffraction of a plane wave by a cylinder with arbitrary coordinates of its center is solved. The interdependence of individual structural elements was not allowed for in the performed calculations. The field behavior was studied in the vicinity of the focus of the considered parabolic antenna is studied for cylinders made of a dielectric, a dielectric with a graphene monolayer, and perfectly conducting cylinders. It was found that a layer of graphene can lead to an almost twofold increase in the maximum amplitude of the field in the focus, which makes the focusing properties of the dielectric antenna rather close to those of an antenna consisting of perfectly conducting cylinders. It is shown that the field amplitude in the focus oscillates strongly as the frequency increases, and the focus itself moves away slightly from the center of the reflector system. The size of the focal spot is studied as a function of the incident-field frequency, cylinder radii, and the distance between the individual reflectors. It is shown that the field in the vicinity of the considered structure has some peculiarities, in particular, slow and fast oscillations of the field amplitude occur there as the frequency of the incident wave changes.