17523

17523

بازيابي پارامتر محيط هاي پيچيده الكترومغناطيسي به روش موجبري

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

اسفند 1395

دكتر علي عبدالعالي

دكتر داوود ظريفي

برق

در سال هاي اخير با ورود مواد پيچيده ي الكترومغناطيسي به دنياي مهندسي ميدان كاربردهاي متنوع و بسيار جالبي محقق شده است. لنزها و متمركز كننده هاي تخت و نازك، جاذب هاي امواج پهن باند با حساسيت كم نسبت به زاويه تابش و پوشش هاي نامرئي كننده چند مثال از دستاوردهايي هستند كه محيط هاي پيچيده در الكترومغناطيس مدرن به ارمغان آورده اند. اما طراحي سيستم هاي الكترومغناطيسي بدون اطلاع دقيق از پارامترهاي ساختاري مواد به كار رفته ممكن نيست. از همين رو پژوهش حاضر به توسعه ي روش هايي براي مشخص سازي خواص الكترومغناطيسي مواد پيچيده پرداخته است. بر خلاف اكثر مطالعات قبلي كه به بازيابي پارامترهاي اين ساختار ها در فضاي آزاد پرداخته اند، در اين جا محيط بازيابي موجبر مستطيلي انتخاب شده است. اين امر به دليل مزيت هايي مختلفي است كه اندازه گيري در موجبر نسبت به فضاي آزاد دارد كه به عنوان نمونه مي توان به كاليبراسيون ساده تر، سهولت بيشتر و هزينه كمتر در فرآيند آماده سازي نمونه و عدم تاثيرپذيري از نويز هاي اطراف اشاره كرد . در اين پژوهش رويكرد فضاي حالت به عنوان روشي قدرتمند كه توانايي آن در حل مسائل معكوس الكترومغناطيسي در فضاي آزاد به اثبات رسيده بود، براي محيط هاي موجبري توسعه داده شد. با استفاده از اين رويكرد، الگوريتم هايي براي شناسايي متامتريال هاي پاشنده، مواد ناهمسانگرد و مواد ناهمگن -به عنوان سه دسته مهم از مواد پيچيده- بر حسب ضرايب بازتاب و انتقال توسعه داده شد. در پايان روش هايي براي بازيابي غير مخرب پارامترهاي الكترومغناطيسي مواد پيشنهاد شده است. اين روش ها تنها از ضريب بازتاب براي تعيين مشخصات الكترومغناطيسي مواد استفاده مي كنند. واژه‌هاي كليدي: مواد پيچيده الكترومغناطيسي، بازيابي پارامتر، پراكندگي معكوس، شناسايي غير مخرب.

1396/04/03

6/20/2018 12:00:00 AM

Electromagnetic complex media have introduced a variety of interesting applications in engineering electromagnetics over the last decade. Flat thin lenses, ultra wide band radar absorbing materials and invisibility cloaks are some examples to name a few. By growing interest in electromagnetic complex media various methods have been proposed for retrieving the electromagnetic parameters of these materials. However most of these methods have been formulated for free space measurements. In this regard this research aims to develop algorithms for characterization of complex media using waveguide measurements. Firstly state space approach which have been so far proven to be effective for analysis of electromagnetic scattering problems in free space, extended to guided media. In the next step parameter retrieva​l method based on state space formulation and waveguide measurements have been developed. The proposed method have been applied to dispersive metamaterials, biaxially anisotropic materials and inhomogeneous materials as three important category of complex media and have successfully characterized them. Finally some nondestructive methods are suggested for electromagnetic parameter determination. The proposed reflection-only methods are capable of retrieving complex permittivity and permeability of materials. Keywords: Electromagnetic complex media, Parameter retrieva​l, Inverse scattering, Nondestructive testing