طراحی و تحلیل آنتن های مایکرواستریپ بر روی زیرلایه های متامتریال

این پایان نامه به بررسی، تحلیل، طراحی و ساخت آنتن های مایکرواستریپ با زیرلایه های متامتریال می پردازد. در قسمت نخست پایان نامه، تئوری متامتریال ها و خواص ویژه ای که این ساختارها از خود نشان می دهند مرور می شود. ابتدا نشان داده می شود که رفتار غیر عادی فاز میدان ها در این ساختارها چگونه باعث می شود به ساختارهایی دست یافت که دارای خواصی هستند که به کمک دی الکتریک های معمولی نمی توان آن خواص را ایجاد کرد و سپس کاربرد این خواص متامتریال ها در کوچک سازی و ایجاد باند های اضافی در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی و همچنین افزایش بهره آنتن حلقه ای چند بانده، بطور مفصل بررسی می شود. نشان داده می شود که در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که زیرلایه آنها با متامتریال با نفوذپذیری منفی بار شود، می توان به مدی تابشی دست یافت که طول موج در فرکانس تشدید بسیار پایین تر از ابعاد آنتن باشد. بر اساس روش بیان شده، یک آنتن با زیرلایه متامتریال طراحی می شود که ابعاد آن به اندازه 77% کاهش یافته است. در قسمت بعدی پایان نامه، بر اساس روابط میدان در زیرلایه آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که با متامتریال بارگذاری شده اند، ابتدا الگوریتمی پیشنهاد می شود که بر اساس آن می توان مد تشعشعی اضافی در این نوع آنتن ها ایجاد کرد و سپس برای تصدیق روابط ارائه شده آنتنی طراحی می شود که در آن، به کمک ساختار متامتریال دو بانده پیشنهادی، دو مد تشعشعی اضافی ایجاد شده است. در قسمت پایانی پایان نامه، یک آنتن حلقه ای چهار بانده طراحی می-شود و سپس جهت افزایش بهره تشعشعی این آنتن، یک نوع خاص از متامتریال ها در زیرلایه آن بکار برده می شود. علاوه بر ساختار متامتریال پیشنهادی بکار برده شده در زیرلایه این آنتن، جهت افزایش هرچه بیشتر بهره، از یک تکنیک افزایش بهره نیز در آنتن استفاده می شود تا اثر این تکنیک در حضور ساختار متامتریال بررسی شود. یک نمونه از آنتن حلقه ای چهار بانده ساخته شده و نتایج اندازه گیری و شبیه-سازی مقایسه می شوند. نتایج اندازه گیری تطبیق بسیار خوبی با نتایج شبیه سازی دارد. از مزایای طرح ارائه شده سبکی آن، که ناشی از استفاده لایه های نازک دی الکتریک و هوا در زیرلایه است، هزینه پائین ساخت و عملکرد قابل قبول رامی توان برشمرد.