کاربرد متامتریال در آنتن پچ برای بهبود پارامترهای آنتن

متامتریال (فرامواد) به جهت کارایی مطلوب، تنوع ساخت و وسعت کاربردی که دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. امروزه فعالیت های آزمایشگاهی زیادی در رابطه با بررسی ویژگی های این مواد انجام شده است که در نهایت منجر به راه اندازی کارگاه های آموزشی و پروژه های تحقیقاتی زیادی شده-است. در این پروژه ساختارهایی جدید از فرامواد با توانایی ایجاد باند فرکانسی با ضرایب نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی منفی، ارائه می گردند که از مشخصات آنها، شکل ساده و ابعاد مناسب جهت بهره گیری در ساختارهای الکترومغناطیس می باشد. علاوه بر این، ساختار های جدید معرفی شده را می توان در چندین فرکانس کاری گوناگون، هم به عنوان یک dng با ضرایب الکتریکی(?) و مغناطیسی(µ) منفی و هم به عنوان یک ساختار الکترومغناطیسی با ضریب نفوذپذیری مغناطیسی بزرگ استفاده نمود. همچنین جهت بررسی تاثیر این فرامواد در ساختارهای الکترومغناطیس، روش-های بکارگیری آن در آنتن ها مورد بررسی قرار گرفته که نتایج شبیه سازی نشان دهنده افزایش پارامترهایی مانند سمت گرایی، توان تشعشعی، پهنای باند و در نهایت کوچک سازی در آنتن های مرجع می باشد. شبیه سازی ها در محیط نرم افزار high frequency simulator(hfss) انجام می گیرد. در ادامه نیز از دو ساختار فراماده به منظور افزایش پهنای باند آنتن و چند باندی کردن آنتن استفاده می-شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سلول های واحد معرفی شده، می توانند مقدار سمت گرایی را تا 2 دسیبل افزایش دهند. یکی از سلول های واحد معرفی شده، توانایی کوچک سازی آنتن در حدود 50% و افزایش پهنای باند به اندازه 19.5% را نیز از خود نشان می دهد. در ادامه توسط فراماده می توان آنتن پهن باند با پهنای باند 131% و همچنین آنتن چند بانده طراحی کرد. در قسمت انتهای پایان نامه، نیز از ساختارهای prs جهت افزایش بهره آنتن استفاده شده است. نتایج بدست آمده، افزایش 5 دسیبل در بهره را نشان می دهند. به منظور تایید نتایج بدست آمده از شبیه سازی های موجود در این تحقیق، یک آنتن انتخاب و نسبت به ساخت آن اقدام شده است که نتایج بدست آمده از ساخت، تشابه زیادی با نتایج شبیه سازی را نشان می دهند. از مزایای ساختار های ارائه شده سادگی طرح های سلول واحد، و نیز عدم نیاز به فناوری پیشرفته برای ساخت را می توان بر شمرد. کلید واژگان: فرامواد؛ ضرایب مغناطیسی نفوذپذیری منفی؛ ضرایب گذردهی الکتریکی منفی؛آنتن پچ؛ سلول واحد؛رولایه؛ سطوح منعکس کننده