12114

12114

مدل سازي ذرات جديد در محيط متامتريال براي بكارگيري در ديواره هاي الكترومغناطيسي

دكتري

برق گرايش مخابرات ميدان و موج

مهر 1392

مهر 1392

دكتر سليماني

چكيده متامتريال يا مواد تركيبي اصطلاحاتي هستند كه تعريف واحد و همگاني ندارند. ما در اين رساله به تركيب دو يا چند ماده كه دي¬الكتريك يا فلز بكار رفته در يك دي¬الكتريك ديگر بوده و ماده جديدي را بوجود مي¬آورد، مواد تركيبي يا متامتريال مي¬گوييم. به مواد فلزي يا دي¬الكتريك بكار رفته در محيط ميزبان، اصطلاحاً ذره گفته مي¬شود. قطبش¬پذيري مفهوم بسيار مهمي در تحليل ماكروسكوپيك محيط¬هاي تركيبي و ناهمگون مي¬باشد. به همين دليل به تحليل ذرات پايه¬ي سازنده مواد متامتريال پرداخته و نحوه تحليل و استخراج قطبش¬پذيري هر يك را بيان مي¬كنيم. در اين رساله منظور از ديواره¬هاي الكترومغناطيسي متامتريالي، پوشش¬هاي مصنوعي و تركيبي بوده كه خواص الكترومغناطيسي مورد نياز را كه بصورت طبيعي و در مواد موجود در طبيعت يافت نمي¬شود، ايجاد مي¬نمايد. اين خواص گاهي از طريق پارامترهاي محيطي يا بيان گرديده و گاهي از طريق رفتار سطوح نسبت به موج برخوردي مشخص مي¬شود. بعنوان مثال سطوحي كه موج را بصورت هم فاز منعكس كرده جزء اين دسته هستند. اين سطوح بسته به خاصيتي كه از خود نشان مي¬دهند كاربردهاي مختلفي در الكترومغناطيس خواهند داشت. در بين اين خواص ما به پياده سازي محيط تك محوره با تشديد كننده¬هاي كايرال فشرده كه متشكل از دو لايه فلزي متصل با يك حفره متاليزه شده هستند، مي¬پردازيم. اين ذرات قابليت تحريك به صورت الكتريكي و مغناطيسي را دارند. در حالت تك بعدي (خط مايكرواستريپ) مد پايه كه ممان مغناطيسي يا همان جريان چرخشي نشان دهنده آن است از طريق ميدان الكتريكي تحريك مي¬شود. اين امر تحريك قوي ساختار فشرده را تضمين مي¬كند. در مثال¬هاي بررسي شده ما دو ساختار خط انتقالي با و موج پسرو را بررسي مي¬كنيم. در حالت دو بعدي نشان خواهيم داد كه اين ذرات مي¬تواند براي پياده سازي زير لايه تك محوري استفاده شود. نخست اين زير لايه را در يك موجبر دو صفحه اي موازي قرار داده و مشخصات مدهاي مختلف انتشاري را بررسي مي¬كنيم. سپس شرايط هدايت مدهاي مختلف در يك تيغه زمين شده با زير لايه تك محوري با فرض وجود تشديد در و بررسي مي¬شود. براي اين كار يك روش حل گرافيكي براي تعيين عدد موج امواج سطحي مدهاي TE و TM معرفي شده كه بوضوح شرايط مختلف انتشاري را با توجه به مشخصات تيغه نشان مي¬دهد. در حالت سه بعدي نيز به پايداري فاز بازتاب سطوح امپدانس بالا نسبت به زاويه تابش و پلاريزاسيون موج برخوردي پرداخته كه در بكارگيري اين سطوح مخصوصا براي آنتن-هاي كوچك سازي شده بسيار پر اهميت است. در اين رساله ما به ارائه روشي براي پياده سازي سطوح امپدانس بالا با پاسخ فاز بازتاب صفر يكسان براي تمام زواياي تابش و هر دو پلاريزاسيون TE و TM خواهيم پرداخت. براي رسيدن به اين هدف از مفهوم تيغه تك محوري زمين شده بعنوان پياده سازي سطوح HIS استفاده كرده و پارامترهاي ساختاري موثر مورد نياز براي تشديد ثابت (نسبت به زاويه تابش) اين سطوح را بدست مي¬آوريم.