9989

9989

بهبودپاسخ فركانسي الگوريتم TLM در شبيه سازي پاشندگي مربوط به ناپيوستگيهاي مايكرواستريپي و Metamaterials

دريافت درجه دكتري

مهندسي برق گرايش ميدان و موج

اسفندماه 1390

اسفندماه 1390

دكتر نادر كمجاني

چكيده روش ماتريس خط انتقال (TLM) يكي از روشها و ابزارهاي قدرتمند در زمينه حل معادلات الكترومغناطيسي در حوزه زمان مي‌باشد كه بمنظور آناليز ساختارهاي صفحه‌اي پيچيده بصورت سه بعدي مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به منابع خطاي موجود در اين الگوريتم، در پاسخ فركانسي حاصل از شبيه سازي هاي صورت گرفته با اين روش معمولا با شيفت فركانسي مواجه مي شويم. در بخش اول اين پروژه با بررسي منابع خطا و بررسي توزيع ميدان در ناپيوستگيهاي مايكرواستريپي موجود تكنيكي براي جبران شيفت فركانسي در پاسخ ارائه كرديم كه نه تنها دقت الگوريتم TLMرا تاحد زيادي افزايش مي دهد بلكه هيچگونه هزينه محاسباتي يا تغيير در روند اجراي الگوريتم را به همراه ندارد و درنتيجه منجر به از دست رفتن زمان بيشتر براي رسيدن به دقت بالاتر نيز نمي شود. در اين تكنيك از هيچگونه عنصر اضافي در مدلسازي با گره TLM نيز استفاده نشده است. بخش دوم پروژه اختصاص دارد به ايجاد امكان شبيه سازي ساختارها و مواد با ضرايب ساختاري منفي كه با استفاده از دو روش صورت گرفته است. در روش اول كه شبكه مياني ناميده شده الگوريتم TLM و ساختار گره SCN ثابت باقي مانده و براي مدلسازي مواد با ضرايب ساختاري مثبت و منفي از تركيبات مداري سلف و خازن در ميان گره هاي شبكه مش بندي شده استفاده مي شود. اين روش هرچند كه قابليت شبيه سازي توام مواد با ضرايب ساختاري مثبت و منفي را فراهم مي سازد لكن به دليل وابستگي مقادير سلف و خازن به فركانس (در حالتي كه ضرايب ساختاري منفي هستند) سبب ايجاد محدوديت در پاسخ فركانسي مي گردد. به همين دليل و باتوجه به خاصيت تمام موج بودن الگوريتم TLM و بمنظور مدلسازي مواد وابسته به فركانس از تبديل Z براي شبيه سازي اين مواد با الگوريتم TLM استفاده كرديم. اعمال تبديل Z به الگوريتم TLM امكان شبيه سازي ساختارهاي متنوع مايكرواستريپي با ضرايب ساختاري مثبت، منفي و وابسته به فركانس را كه از اهداف اصلي اين پروژه بود فراهم ساخت و با استفاده از اين روش انواع مختلف اين مواد و ساختارها نظير مواد وابسته به فركانس با خاصيت پاشندگي Debye و Lorentz و همچنين ساختارهاي مبتني بر SRR با ضرايب ساختاري مثبت و منفي نيز شبيه سازي شدند. واژه هاي كليدي: ماتريس خط انتقال، پاشندگي، مدلسازي فيزيكي، فرامواد