科学家利用模拟超材料来实现弯曲微波和禁止频率

（文章来源：科技报告与资讯）

探索了使用等离子体控制微波以将直接能量发射到特定点的方法，以了解它们在高能电场中的耐用性和可重构结构。与激光类似，高功率微波束可以在远距离上以高速度传输能量，不受风、重力或其他力的影响。伊利诺伊大学香槟分校的航空航天工程师模拟了由等离子体结构形成的超材料，以证明其调谐微波频率的潜力。

伊利诺伊大学航空系副教授约书亚·罗维（Joshua Rovey）的博士生Matt Paliwoda说：“在模拟中，我们专注于大气等离子体光子晶体（一种直径约0.1至0.8毫米的等离子体列形成的结构，排列成行和列），认为它是整齐有序的微小等离子体森林。我们正在努力寻找转动的旋钮（等离子密度、柱间距、柱半径），以更好地控制穿过结构的微波频率。”

Paliwoda的模拟集中在通过更改材料结构来预测禁止某些频率穿透材料的频带隙。他说：“它只是完全阻塞了微波。当向某种材料发送微波时，它可能很容易通过它，但也可以被反射。在某些带隙处，它会反射，从而禁止了该频率。”

“当拔动吉他弦时，它会以一定的频率振动，这取决于弦的长度，” Paliwoda说。“要更改频率，可以在弦的一端放一个夹子，以缩短振动长度并防止其在其他频率下振动。对于等离子，列之间的间距是我们的弦，微波能量可以在等离子柱是管柱的固定端时发生振荡。这样，等离子结构允许微波能量在某些波长（某些频率）下发生振荡，而阻止其他波长。”

材料的布置或结构可以确定微波能量如何折射并指向目标。他说，光子晶体和超材料具有天然材料所没有的电磁特性。定向能源可用于军事应用，但Paliwoda表示，它还可用于为太空中的卫星充电或将卫星移至更高的轨道。
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