21459

21459

طراحي و شبيه سازي متاسرفيس كدشده به منظور كنترل دقيق توزيع توان بيم هاي چندگانه بازگشتي

كارشناسي ارشد

مخابرات – ميدان و امواج

95-98

1398/03/07

دكتر احمد چلداوي

برق

سال هاي اخير شاهد رشد قابل توجهي در حوزه متاسرفيس هاي كدشده بوده ايم. اخيرا نشان داده شده است كه وقتي دو پترن كدشده مختلف، طبق اصل برهم نهي با هم تركيب شوند، پترن تركيب شده، هر دوي رفتار دو پترن اوليه را خواهد داشت. در اين پايان نامه، با استفاده از روش نيمه-تحليلي، نشان داده ايم كه براي به دست آوردن رابطه اي كه نسبت توان بيم هاي مختلف را بتواند پيش¬بيني كند، فقط كنترل پروفايل فاز متاسرفيس نمي¬تواند جواب درستي را ارائه دهد. با بازبيني اصل برهم نهي( برهم نهي تعميم يافته)، ما ايده مقسم توان فضايي نامتقارن را Asymmetric Spatial Power Divider) (ارائه داده ايم كه در آن كنترل پروفايل اندازه و فاز متاسرفيس، لازم و ضروري مي¬باشد. شبيه سازي عددي نشان مي¬دهد كه با طراحي درست، با استناد به فرمول تحليلي ارائه شده، مي¬توان نسبت پيك توان بيم هاي چندگانه بازگشتي را كنترل كرد. با طراحي سلول واحد به شكل C (c-shape) ، نتايج شبيه سازي به خوبي پيش¬بيني فرمول را تصديق كردند. در انتها نيز نمونه ساخته شده، اندازه گيري و تست شد. نتايج تست نيز مطابقت قابل قبولي با نتايج شبيه سازي دارد.

1398/09/25

Asymmetric spatial power divider

5/28/2019 12:00:00 AM

Recent years have witnessed an extraordinary spurt in attention toward the wave manipulating strategies revealed by coding metasurfaces. Newly, it has been shown that when two different coding patterns responsible for doing separate missions are added together based on the superposition theorem, the mixed coding pattern will perform both missions at the same time. In this paper, via a semi-analytical procedure, we demonstrate that such a theorem is not necessarily valid with assuming phase-only coding distributions and ignoring the element pattern function. By revisiting the addition theorem, we introduce the concept of asymmetric spatial power divider (ASPD) with arbitrary power ratio levels in which modulating both amplitude and phase of the meta-atoms is inevitable to fully control the power intensity pattern of the metasurface. Numerical simulations illustrate that the proposed ASPD driven by proper coding sequences can directly generate a desired number of beams with pre-determined orientations and power budgets. The phase/amplitude-encoded Pancharatnam-Berry meta-atoms realize the required coding pattern in each case and the good conformity between simulations and theoretical predictions verifies the presented formalism. A prototype of our ASPD designs is also fabricated and measured and the experimental results corroborate well our numerical and semi-analytical predictions.