Optimal Design of Broadband Hexagonal Electromagnetic Metamaterial Absorber Unit Cells

Abstract

Electromagnetic (EM) metamaterial absorbers are new types of EM absorbers that can absorb the EM waves via conductive patterns. The performances of the EM metamaterial absorbers can be guaranteed when the unit cells of them are connected periodically. Therefore, the absorbing performances based on square unit cells may be degraded significantly when they are applied to a polygonal area or a corner that do not allow the periodic connection. In this paper, an optimization method is proposed for hexagonal EM metamaterial absorber unit cells that can be connected periodically for the c orners of which the interior angles are 60° or 120°. To achieve optimal hexagonal patterns, a tiling method is proposed based on an adaptive genetic algorithm. By minimizing the reflectances for both the transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarizations, the −10 dB reflectances were confirmed in the X band for the two polarizations simultaneously. Based on the finalized axially symmetric pattern along six axes, the −8 dB reflectances were confirmed in the same band for the oblique incidence with the vertical angle up to 45°. By comparing simulation results calculated by two different commercialized simulators based on the finite element method, the accuracy of the design was verified.

Analysis of Bandwidth of Pixelated Metallic Metasurface Absorber for Its Unit Cell Size

“…이를 극복하기 위한 방안으로 최근 유전 알고리즘 [9]∼ [11], [13] 또는 코딩 방법 [14] 유전 알고리즘 적용을 위한 초기 조건으로 비트 수와 동일하게 36개의 비트 배열을 랜덤하게 생성한 뒤 [9]∼ [11], [13], 디코딩 과정을 거쳐 Ansys HFSS 시뮬레이터로 시 뮬레이션 하였다. 성능 지표(figure of merit)로 식 (1)과 같이 중심 주파수인 5.8 GHz와 0.2 GHz 대역폭에 해당하는 5.7, 5.9 GHz 세 개의 주파수에서 반사율의 평균을 계산하였으 며, 그 값이 최소가 되는 한 쌍의 비트 배열을 선택하였다.…”

“…표 1은 메타표면 흡수체의 대역폭을 그림 4에 나타낸 반사 계수의 대역폭으로 평가하는 것이 타당한지 검증하 기 위해 계산한 결과를 나타낸다. 메타표면 흡수체의 구 리 패턴과 기판 내부에서 power loss density [9]∼ [11], [16]…”