روش دقيق استخراج پارامترهاي محيطي فرامواد بر اساس اصل عليّت

Rigorous and Comprehensive Method for Retrieving the Electromagnetic Constitutive Parameters Based on Kramers-Kronig Relation

در اين مقاله روشي دقيق و جامع براي استخراج پارامترهاي محيطي ساختارهاي فرامواد شامل گذردهي الكتريكي، تراوايي مغناطيسي، ضريب شكست، امپدانس مشخصه و ثابت انتشار ارايه شده است. روش ارايه شده مبتني بر پارامترهاي پراكندگي به دست آمده از تابش عمودي يك موج صفحهاي به تيغه ساختار فراماده تحت بررسي ميباشد. مشكل اصلي در اين فرايند، ابهام موجود در فاز موج عبوري از ساختار مورد بررسي ميباشد كه مي بايست به طور دقيق تعيين گردد. در اين مقاله، با اعمال رابطه كرامرزكرونيگ -كه دربرگيرنده اصل عليت ميباشد- به قسمت موهومي ضريب شكست محيط، بدون هرگونه ابهامي، قسمت حقيقي آن استخراج شده است.

This paper presents a rigorous and comprehensive method for retrieving the electromagnetic constitutive parameters of a slab of metamaterial from the measurement or numerically calculation of scattering parameters. The main problem in this process is the doubtfulness exists in the phase of the transmitted field or the correct branch of logarithmic function appears in relevant equations.The novelty introduced here is on applying the Kramers-Kronig(K-K) relation to the imaginary part of refractive index and therefore obtaining its real part with less ambiguity. In Addition, by means of the mentioned approach one can obtain full retrieval results even where the imaginary part of electric permittivity or magnetic permeability becomes negative. Indeed, this method can be applied to an extensive range of materials independent of their operational frequency.