27475

طراحي و ساخت فراسطح ديجيتالي صوتي براي توليد امواج داراي تكانه زاويه‌اي اوربيتالي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق گرايش ميدان وامواج

1401-1402

1401/8/30

دكتر علي عبدالعالي

مهندسي برق

فراسطوح صوتي به‌عنوان ساختارهاي دوبعدي فرامواد صوتي همواره براي مهندسي امواج صوتي موردتوجه بوده و نقش بسزايي در مهندسي صوت داشته است. امواج صوتي به دليل عمق نفوذ بالا در آب گزينه مناسبي براي مخابره اطلاعات در زيرآب است ولي فركانس پايين صوت منجر به‌سرعت پايين انتقال پيام در لينك‌هاي صوتي مي¬شود ازاين‌رو محققين براي بهود اين معضل سعي در كدگذاري اطلاعات در مشخصه¬اي از امواج صوتي به نام تكانه زاويه¬اي اوربيتالي كرده‌اند و فراسطوح صوتي به‌عنوان يك ابزار كارا براي توليد امواج حامل تكانه زاويه¬اي اوربيتالي كمك مي¬كند تا ظرفيت كانال ارتباطي صوتي را ارتقاء دهيم. براي توليد امواج داراي تكانه زاويه اي اوربيتالي نياز به سلول واحدي با قابليت مدوله سازي فاز موج به اندازه 360 درجه مي¬باشد تا بتوان جبه فاز 〖 e〗^imθ را محقق ساخت ، ما با ارائه يك سلول واحد سوئيچ شونده در زمان اين توزيع فاز را محقق ساختيم تا بتوانيم به طور تنظيم¬پذيري مود هاي تكانه¬زاويه¬اي اوربيتالي را عوض كنيم . ساختار هاي مكان-زماني به طور ناخواسته علاوه بر فركانس كاري ،در هارمونيك هاي مختلف نيز موج را انتشار مي¬¬دهند كه نياز به كنترل انتقال توان روي اين هارمونيك ها هست ، ما براي برآورده ساختن اين نياز به كمك الگوريتم ژنتيك باينري الگو هاي زماني بهينه¬اي را در سوئيچ زني سلول واحد استفاده كرديم .

1401/09/17

Design and Manufacture of Audio Digital Spatiotemporal Metsurface for Producing Waves with Orbital Angular Momentum

11/21/2023 12:00:00 AM

Acoustic metasurfaces as two-dimensional structures of acoustic metamaterials are always of interest for sound wave engineering. Due to the high penetration depth of water, sound waves are a suitable option for transmitting information underwater but the low frequency of sound leads to the low speed of data transmission in acoustic links Therefore, to solve this problem, researchers have tried to encode information in a characteristic of sound waves called orbital angular momentum. And metasurfaces as an effective tool for producing orbital angular momentum carrier waves helps to improve the capacity of the audio communication channel. In order to produce waves with orbital angular momentum, a single cell with the ability to modulate the wave phase up to 360 degrees is needed to realize the phase front 〖 e〗^imθ, We have realized this phase distribution by providing a time-switched unit cell so that we can tuneably change the orbital angular momentum modes. Spatio-temporal structures unintentionally emit waves in different harmonics in addition to the working frequency, that there is a need to control power transfer on these harmonics, we used optimal time patterns in unit cell switching with the help of binary genetic algorithm to fulfill this need.

فراسطوح صوتي، فرامواد، تكانه زاويه¬اي اوربيتالي، ظرفيت كانال.

Acoustic metasurfaces, metamaterials, orbital angular momentum, channel capacity

benyamin dehbashi javaran

dr. ali abdolali