21272

21272

طراحي و شبيه سازي متاسرفيس به منظور توليد بيم هاي گردابي تكانه زاويه اي مداري

كارشناسي ارشد

مخابرات

95-98

1397/04/25

دكتر همايون عريضي

برق

در اين پايان نامه، به نحوه توليد پرتو هاي گردابي، ويژگي هاي منحصربه فرد و كاربردهاي آن در آنتن ها و فراسطوح گوناگون پرداخته شده است. همچنين به تئوري هاي هولوگرافيك و امواج نشتي براي توليد آنتن هاي موج نشتي و فراسطح ها پرداخته شده است و با استفاده از اين تئوري ها، فراسطوح موج نشتي پيشنهاد شده است كه مولد پرتو هاي گردابي تكانه زاويه مداري مي باشد. مفهوم تكانه زاويه اي مداري با توجه به ارتباط ميان مشخصات فيزيكي و نور در الكترومغناطيس وارد شد. نور علاوه بر انرژي با خود تكانه خطي و زاويه اي حمل مي كند. تكانه زاويه اي كل، شامل تكانه زاويه اي چرخشي وابسته به پلاريزاسيون و تكانه زاويه اي مداري وابسته به پروفايل فضايي مي باشد. امواج الكترومغناطيسي حامل تكانه زاويه اي مداري، ساختار فازي به صورت (exp (𝑖𝑙𝜑 دارد كه در آن𝑙 بيانگر مود و حالات آن است و به آن وزن توپولوژي نيز گفته مي‌شود و زاويه 𝜑 زاويه ازيموث مي باشد. ميزان چرخش در جبهه ي فاز براي هر پرتو راديويي، مود تكانه ي زاويه اي مداري را مشخص مي كند. اين مودها برهم متعامد بوده و اين همزماني پرتو ها را اثبات مي كند. اين ويژگي، قابليت افزايش دادن ظرفيت كانال و بهره ي طيفي يك لينك ارتباطي مبتني بر امواج راديويي را دارد. براي راستي آزمايي پيشنهاد اين پايان نامه، دو نمونه فراسطح موج نشتي هولوگرافيك طراحي و ساخته و در اتاق آنتن آزمايش شده است. مقايسه نتايج شبيه سازي و آزمايش، تطابق قابل توجهي را نشان مي دهد. پرتو هاي گردابي در حوزه ارتباطات خصوصا فيبرهاي نوري، كاربردهاي بسياري دارد.

1398/07/02

the design and fabrication of metasurfaces for generation of OAM beams

9/24/2019 12:00:00 AM

in this dissertation, we introduce a new method for generation of Orbital Angular Momentum (OAM) of beams. Also, the unique properties and the wide variety of its applications are referred. We investigate the theory of holography and Leaky wave to generate the proposed metasurfaces and finally the desired orbital angular momentum of beam. Due to the distinct relationship and connection between the light and physics characteristics, the concept of the Orbital Angular Momentum of Light was introduced to the Electromagnetic regimes. The light carries both linear and angular momentum. The total angular momentum, constitutes of Spin Angular Momentum associated with polarization and Orbital Angular Momentum associated with the Spatial profile. The electromagnetic waves (EM) which carry OAM beams, have the term of exp (𝑖𝑙𝜑) in their phase structure on which the 𝑙 defines the number of twists and the modes. It is called the topological charge, also. These modes are orthogonal and due to this property of the OAM beams they have versatile applications in communication systems. They help the systems to increase their capacity. The concept is verified by fabrication and experimentally tested confirming the beam maintenance two modes of OAM beams. The measurement results are in excellent agreement with full-wave simulation, prove applicable leaky wave holograms.