طراحي فراسطوح براي كنترل امواح الكترومغناطيسي به روش متاگريتينگ

كارشناسي ارشد

توانايي هدايت امواج الكترومغناطيسي همواره مورد علاقه دانشمندان و مهندسان بوده است. در سال هاي اخير شاهد ظهور فراسطوح بوده ايم كه عمدتا بر اساس قوانين اسنل تعميم يافته براي شكست و بازتاب عمل مي كنند. اخيرا نشان داده شد كه اين ساختارها با وجود توانايي ها و قابليت هايي كه در كنترل امواج الكترومغناطيسي از خود نشان داده اند، ذاتا با محدوديت بازده مواجه هستند. در ميان تلاش هاي صورت گرفته به منظور غلبه بر محدوديت هاي ناشي از فراسطوح داراي گراديان فازي، مسير جديدي براي تبديل جبهه موج تابشي به جبهه موج دلخواه معرفي شده است كه متاگريتينگ نام دارد. متاگريتينگ امكان دستيابي به بازده واحد را بدون نياز به المان هاي بسيار كوچكتر از طول موج فراهم مي كند و در نتيجه ديگر نيازي به گسسته سازي يك پروفايل فازي يا امپدانسي پيوسته نخواهد بود. در اين پايان نامه، از روش متاگريتينگ براي طراحي ادوات كنترل كننده ي موج با بازدهي بالا در باند تراهرتز بهره گرفته شده است. در فصل دوم مروي بر نهان سازهاي فرش مبتني بر فراسطوح داراي گراديان فازي، صورت گرفته است. در فصل بعد، پيشرفت هاي انجام شده در كنترل امواج الكترومغناطيسي با استفاده از متاگريتينگ ها شرح داده شده است. در فصل چهارم، براي اولين بار ايده ي بهره گيري از متاگريتينگ ها به منظور طراحي نهان سازهاي فرش الكترومغناطيسي امكان سنجي شده است. در اين فصل نشان داده شده است كه مي توان با بهره¬گيري از تنها يك المان در هر دوره تناوب، يك نهان ساز فرش طراحي كرد به گونه اي كه بازتاب از آن به خوبي، بازتابش از يك صفحه زمين مسطح را تقليد كند. طراحي نهان ساز براي تابش عمود و شيب 30 درجه صورت گرفته است. در ادامه با تعميم اين مفهوم، يك نهان ساز فرش مثلثي متشكل از دو المان در هر سلول واحد ارائه شده است كه قادر است تحت پيكربندي مثلثي با هر دو زاويه شيب 28 و 70 درجه، به ترتيب براي اجسام با ارتفاع كم و زياد، عملكرد موفقي از نهان سازي، تحت تابش عمود از خود نشان دهد. در فصل پنجم، با بهره گيري از خاصيت تنظيم پذيري گرافن در باند تراهرتز، يك متاگريتينگ بازتابي 5 كاناله متشكل از نوارهاي گرافني ارائه شده است كه قادر است با تغيير باياس نوارهاي گرافني، حالت هاي مختلفي از توزيع توان بين كانال هاي مختلفش را محقق كند. نتايج حاصل از شبيه سازي حاكي از اين است كه ساختار پيشنهادي مي تواند به خوبي و با بازده مطلوب بالاي 77درصد، به عنوان جداكننده ي توان ، بازتاب كننده ي غيرعادي و رترورفلكتور براي پورت هاي مختلف عمل كند. فصل انتهايي نيز به جمع بندي مباحث مربوطه و ارائه پيشنهادات براي ادامه ي پژوهش در زمينه ي موضوع پايان نامه مي پردازد.

195852

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق-مخابرات ميدان

دكتر علي عبدالعالي