22687

كنترل موج با استفاده از فراسطوح غيرخطي در فركانس‌هاي مايكروويو

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان و موج

1399

1399/06/29

دكتر مجيد طيراني

برق

بهره‌برداري از خاصيت غيرخطي در سال‌هاي اخير دريچه¬هاي تازه¬اي را براي دستيابي به ساختارهاي تنظيم‌پذير گشوده است. اگرچه تلاش¬هاي زيادي در طول‌موج‌هاي مريي براي اين مهم انجام¬گرفته است، اما در طول‌موج‌هاي مايكروويوي مناطق كشف نشده¬اي بسياري در پيش روي محققان است. ازاين‌رو بر آن شديم تا با بهره¬گيري از خاصيت غيرخطي در طول‌موج‌هاي مايكروويو، فراسطوح منعطفي را به‌منظور هدايت امواج طراحي نماييم. در اين پايان¬نامه فراسطوحي غيرخطي¬ طراحي شده‌اند كه با بهره¬گيري از ديودهاي پين و مفهوم فراسطوح ديجيتال، توانايي تنظيم‌پذيري رفتار الكترومغناطيسي در مقابل شدت ميدان تابشي را به وجود آورد¬ه¬اند. هدايت امواج با استفاده از فراسطوح غيرخطي در قالب كنترل اندازه، فاز و پلاريزاسيون موج تشعشعي صورت پذيرفته است. دو فراسطح غيرخطي تنظيم‌پذير با شدت موج تابشي در اين پايان¬نامه معرفي‌شده است: فراسطح اول، يك فراسطح ديجيتال دو باندي سه كاربردي است و فراسطح دوم، يك فراسطح بسيار پهن ¬باند دو كاربردي است كه بر اساس گردش پلاريزاسيون عمل مي-كند. تغيير در كاركرد اين فراسطوح به‌صورت هوشمند و بر اساس سطح توان موج اصابت شده به آن¬ها است. عملكرد سطوح طراحي¬شده با استفاده از پارامترهاي پراكندگي ضبط‌شده به كمك نرم¬افزارهاي تمام¬-موج و همچنين تحليل غيرخطي با كمك نرم¬افزارهاي مداري كه قابليت بهره¬گيري از مدل¬هاي SPICE ديودها را در اختيار مي¬نهند، بررسي‌شده است.

1399/07/01

Wave Control Using Nonlinear Metasurfaces at Microwave Frequencies

9/20/2021 12:00:00 AM

The exploiting of nonlinearity in recent years has opened new windows for achieving reconfigurable structures. Although many attempts have been made in the visible wavelengths, there are many undiscovered areas in the microwave wavelengths. Hence, we decided to use nonlinear properties in microwave wavelengths to design reconfigurable metasurfaces to wave control. In this dissertation, nonlinear metasurfaces have been designed that use PIN-diodes and digital metasurfaces concept to reach the reconfigurable structures. The control of the waves is done using nonlinear metasurfaces in the form of controlling the amplitude, phase, and polarization of the radiation wave. Two nonlinear metasurfaces are introduced in this dissertation that are tunable with the intensity of incident wave: the first metasurface is a dual-band tri-state digital metasurface, and the second metasurface is a digital bi-state; the principal mechanism of the second metasurface is based on the polarization conversion of the incoming wave. The performance of the designed coding elements has been characterized by using the scattering parameters captured in the full-wave simulations and the nonlinear analysis performed in ADS software where the accurate model of diodes is involved.