22386

استفاده از روش افزايش تدريجي ضريب شكست براي جهت دهي به امواج الكترومغناطيس در كاربردهاي لنزي و پنهان سازي

كارشناسي ارشد

مخابرات - ميدان

1395

1398/6/23

دكتر محمد سليماني

دكتر وحيد نيري

برق

دو رَويه بمنظور طراحي و تحقق لنز مسطح با ضريب شكست تدريجاً متغير متشكل ازحلقه هاي دايروي هم مركز در فصل 3 ارائه گرديده. بطور كلي طراحي لنزهاي مسطح با ضريب شكست تدريجاً متغير ماده هاي را مي طلبند كه داراي ضرايب شكست خاصي هستند كه تحقق لنز را با چالش همراه مي كند. براي حل اين چالش، هر قطعه ي لنز با يك ساختار 3 لايه متشكل از دو ماده با ضرايب دي الكتريك بالا و پايين معادل شده است؛ به گونه اي كه لايه ي ضريب گذردهي بالا بين دو لايه ي ضريب گذردهي پايين ساندويچ شده است. با رفتار كردن قطعه-هاي لنز به عنوان خط انتقال و در نظر گرفتن بازتاب هاي چندگانه، ضخامت لايه ها به گونه‌اي بدست مي آيد كه اشعه هاي گذرنده از قطعه هاي مختلف در نقطه تمركز تداخل سازنده داشته باشند.‌‌ به منظور هرچه بيشتر افزايش بهبود تمركز، رويه اي براي طراحي معرفي گرديده كه هر قطعه ي لنز از يك ساختار متقارن هفت لايه با استفاده از دو ماده با ضريب دي الكتريك بالا و پايين تشكيل شده است. اين طراحي مزاياي زير را داراست. 1) تمام توان تابشي از لنز تقريبا بدون بازگشتِ قابل ملاحظه اي عبور مي كند. 2)لنز تداخلي سازنده از موج تابشي در نقطه تمركز را فراهم آورده است. 3)لنز پتانسيل ساخت با استفاده از مواد در دسترس و تكنولوژي موجود را داراست. مثال هاي شبيه سازي كه در آنها از سيليكا و سيليكن بعنوان ضريب دي الكتريك كمينه و بيشينه استفاده شده، ارائه گرديده است. همچنين در فصل 4 با استفاده از محيط با ضريب شكست تدريجاً متغير، موج انتشاري را به موج سطحي تبديل كرده ايم و اين موج سطحي را به دور يك ساختار سه بعدي كه رساناي كامل الكتريكي است چرخانديم تا براي اولين بار كاربرد پنهان سازي را از اين تبديل براي يك ساختار سه بعدي استخراج كنيم. اين لايه از حلقه هاي دي الكتريك با ضخامت 2/0 طول موج بر ساختار رسانا پوشانده شده است. نتايج شبيه سازي مويد اين است كه تبديل موج انتشاري به سطحي به درستي انجام مي پذيرد.

1399/06/17

Using Gradient Index Method for Manipulate Electromagnetics Wave in Lens and Cloak Applications

9/13/2020 12:00:00 AM

This work presents two approaches to design and implement three-dimensional (3D) graded index (GRIN) flat lenses consisting of concentric annular segments and also a propagation wave to surface wave for PEC cloaking. Generally, the design of GRIN flat lenses calls for segments with very specific tailored permittivity which makes the realization of the lens challenging. To meet this challenge, each segment of the lens is replaced with a three-layer structure consisting of two materials with a high and a low dielectric constant in such a way that the high permittivity layer is sandwiched between two low permittivity layers. By treating the lens segments as transmission lines and taking the effect of multiple reflections into account, the layer thicknesses are adjusted in such a way that the rays passing through different segments interfere constructively at a focal point. To further improve the focusing performance, a practical design approach is introduced in which each segment of the lens is made of a symmetric seven-layer structure using only two materials (alternating in arrangement) with a high and a low dielectric constant. This design provides the following features: (1) almost all of the incident power passes the lens without considerable reflection, (2) the lens provides a constructive interference of the incident wave at a focal point, and (3) the lens has the potential to be manufactured using available material and technology. Numerical examples are provided in which silica and silicon are utilized as low and high permittivity materials, respectively. In cloaking section, by using gradient index medium we convert the propagation wave to surface wave and round the surface wave around the 3D PEC disc and for the 1st time cloak a 3D PEC object by this converter. This graded-index layer consists of dielectric rings coated on PEC object. Simulation results confirm that convertion doing well.