بهبود عملكرد موجبرهاي فراسطح مبتني بر عايق هاي توپولوژيكي فوتونيكي با كاربرد آنتن موج نشتي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

دكتري

هميشه يكي از دغدغه‌هاي مهندسان در زمينه خطوط انتقال، وجود ضرايب بازتاب در محل انحناي خط بوده‌است. از طرف ديگر وجود نقص‌هاي ساختاري و پيچ و خم در طول مسير، امكان ايجاد بازتاب در محل وقوع نقص را پديد مي‌آورد. يكي از روش‌هايي كه براي رفع اين مشكل بكار مي ‌رود، استفاده از عايق‌هاي توپولوژيكي فوتونيكي ( PTI ) است. اين ساختارها كه از دو زيرقسمتِ بديهي و غير بهديهي تشكيل شده‌اند، امكان انتشار امواج را روي مرز دو ناحيه فراهم مي‌كنند. دسته‌اي از اين عايق‌ها ،به عايق‌هاي توپولوژيكي اسپيني موسوم هستند، كه كه در آنها تقارن واروني زماني حفظ شده و بنابراين ساختارهايي هم پاسخ، با انتشار يك طرفه هستند. اين ساختارها با استفاده از فراموادي با شرط تطبيق ε ̿=μ ̿و همچنين ايجاد دوناهمسانگردي معرفي شده‌اند. امروزه نمونه‌هايي از اين عايق‌ها بر مبناي فراسطوح معرفي شده‌اند كه الزام استفاده از فرامواد توده‌اي را بر طرف نموده و امكان به كار بردن اين عايق‌هاي توپولوژيكي در خطوط انتقال را مهيا ساخته‌اند. اما يكي از چالش‌هاي پيش رو استفاده از اين ساختارها در كاربرد آنتن موج نشتي است. اين چالش‌ها در حدي است كه ساختارهاي ارائه شده در مقالات، كاربردي نبوده و يا غيرقابل تحقق هستند. در اين رساله يك آنتن موج نشتي با استفاده از سلولي خودمكمل، با هندسه لوزي 30 درجه و برمبناي عايق‌هاي توپولوژيكي اسپيني ارائه شده‌است. اين آنتن عيوب ساختارهاي گذشته را نداشته و داراي 2 باريكه در جهت پسسو با 5/22 درجه پويش فضايي به ازاي 5/2 گيگاهرتز پهناي نوار است. در ادامه آنتن نشتي ديگري با استفاده از سلولي خودمكمل، در هندسه شش‌ضلعي و با چيدمان آرمچر معرفي گرديده‌است. نكته موجود در اين آنتن، امكان بهره‌مندي از پويش فضايي مطلوبي در حدود 53 درجه، از جهت پسسو به پيشرو است و همچنين امكان تابش در جهت پهلوتاب را نيز فراهم مي‌آورد.

233349

مخابرات ميدان و موج

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان