Оптимізація багатошарового поглинача на базі графену у випадку H-поляризації з використанням диференціальної еволюції в гібридному обчислювальному середовищі
Анотація
Представлено обчислювально ефективну методику оптимізації багатошарових радіопоглинаючих структур на основі періодичних плоских решіток з резистивних стрічок, розташованих у діелектричному шарі, для випадку Н-поляризації. Електромагнітні характеристики моделюються з використанням строгого методу сингулярних інтегральних рівнянь у поєднанні з операторним методом, що забезпечує високу точність і числову стабільність за низьких обчислювальних витрат. Цей надшвидкий алгоритм розв’язання прямої задачі інтегровано в паралельну систему оптимізації на основі диференціальної еволюції, реалізовану в архітектурі клієнт–сервер, що дозволяє ефективно розв’язувати багатовимірні задачі зворотного проєктування. Оптимізація спрямована на досягнення широкосмугового поглинання за нормального падіння зі збереженням оптичної прозорості. Як репрезентативний резистивний матеріал використано графен. Числові результати демонструють ефективне придушення резонансних провалів у спектрі та стабільне широкосмугове поглинання для десятишарових структур, а також стійкість характеристик за умов похилого падіння та з урахуванням конструктивних обмежень.
Завантаження
Посилання
E.F. Knott, J.F. Shaeffer, and M.T. Tuley, Radar Cross Section, 2nd ed. (Scitech Publishing Inc., Raleigh, NC, USA, 2004).
B.A. Munk, Frequency Selective Surfaces: Theory and Design, (John Wiley & Sons, Inc., New York, 2000), 410 p.
M.E. Kaliberda, L.M. Lytvynenko, and S.A. Pogarsky, J. Opt. Soc. Amer. A. 36(10), 1787 (2019). https://doi.org/10.1364/JOSAA.36.001787
M.E. Kaliberda, L.M. Lytvynenko, and S.A. Pogarsky, Int. J. Microw. Wireless Technol. 12(5), 380 (2020). https://doi.org/10.1017/S1759078719001430
R.P.S. Bhadoriya, V. Bajaj, and R. Panwar, in: 2023 International Conference on Electrical, Electronics, Communication and Computers (ELEXCOM), edited by R. Roorkee, (IEEE, Roorkee, India, 2023), pp. 1-4.
R. Storn, and K. Price, J. Glob. Optim. 11(4), 341 (1997). https://doi.org/10.1023/A:1008202821328
S. Wang, A. Zhou, and Y. Zhang, Chin. J. Electron. 34(3), 871 (2025). https://doi.org/10.23919/cje.2023.00.322
I. Farda, A. Thammano, and J. Morris, IEEE Access. 12, 131809 (2024). https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3460385
Z. Cai, S. Gao, X. Yang, and M. Zhou, IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Syst. 54(12), 7318 (2024). https://doi.org/10.1109/TSMC.2024.3447051
J. de Jesús Rubio, IEEE Trans. Neural Netw. Learn. Syst. 36(8), 14201 (2025). https://doi.org/10.1109/TNNLS.2025.3526580
D. Cai, et al., IEEE Sens. J. 23(20), 25271 (2023), https://doi.org/10.1109/JSEN.2023.3311467
P. Singh, and R.S. Hegde, IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 24(11), 3986 (2025). https://doi.org/10.1109/LAWP.2025.3598331
K. Dutta, M.O. Akinsolu, P. Kumar Mishra, B. Liu, and D. Guha, IEEE Open J. Antennas Propag. 5(3), 693 (2024). https://doi.org/10.1109/OJAP.2024.3385675
F. Lan, et al., IEEE Trans. Plasma Sci. 52(7), 2991 (2024). https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3412995
M. Zhai, et al., IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 23(10), 3043 (2024). https://doi.org/10.1109/LAWP.2024.3421549
F. Peng, X. Chen, and J. Xue, IEEE Trans. Antennas Propag. 73(7), 4384 (2025). https://doi.org/10.1109/TAP.2025.3553761
L. Zuo, Z. Liang, and Y. Long, IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 24(6), 1367 (2025). https://doi.org/10.1109/LAWP.2025.3537215
G.W. Hanson, J. Appl. Phys. 103, 064302 (2008). https://doi.org/10.1063/1.2891452
G.W. Hanson, IEEE Trans. Antennas Propag. 56, 747 (2008). https://doi.org/10.1109/TAP.2008.917005
Yu.V. Gandel, and V.D. Dushkin, J. Math. Sci. 212, 156 (2015). https://doi.org/10.1007/s10958-015-2656-2
M.E. Kaliberda, S.A. Pogarsky, and A.A. Sierhieieva, Opt. Quantum Electron. 55, 1050 (2023). https://doi.org/10.1007/s11082-023-05288-5
Авторське право (c) 2026 Мстислав Є. Каліберда, Сергій О. Погарський, Владислав М. Насонов, Вікторія А. Луньова
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
