تحلیل و طراحی شیلد متامتریال چند لایه و بهینه سازی ابعاد آن به منظور داشتن بهترین ضریب شیلدینگ

محاسبه ی سطح مقطع راداری یک جسم بسیار پیچیده است، چرا که تابع پیچیده ای از فرکانس و زاویه ی تابش موج ارسالی و نوع قطبش آن ، جنس ماده و ابعاد آن و همچنین زاویه ی مشاهده می باشد. از طرفی، کاهش سطح مقطع راداری یک جسم، از اهیمت ویژه ای در امور نظامی برخوردار است، که متامتریالها به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فرد خود، نقش مهمی را در این نمایش ایفا میکنند. متامتریالها مواد مصنوعی مهندسی میباشند که میتوانند گذردهی مغناطیسی و (یا) گذردهی الکتریکی منفی داشته باشند. از جمله ویژگی های منحصر به فرد متامتریالها، میتوان به داشتن ضریب شکست منفی اشاره نمود. ویکتور وسلاگو و دکتر اسمیت از نخستین کسانی هستند که به طور علمی و عملی به تحقق و ایجاد متامتریال دست یافتند. امروز از متامتریالها به واسطه ی ویژگی های منحصر به فردشان در ساخت شیلدها و جاذب های راداری استفاده های زیادی میگردد. به طور کلی ساختارهای اهداف را میتوان به سه دسته ی مسطح ، استوانه ای و کروی تقسیم نمود. مقالات و پروژه های زیادی در جهت بررسی ساختارهای مسطح صورت گرفته است و از جمله دست آوردهای این مقالات میتوان به این موضوع اشاره نمود که مواد معمولی برای ایجاد بازتاب صفر از یک ساختار مسطح کافی نیستند و نیاز به متامتریالها مبرم است. ازطرفی ساختارهای پوشش متامتریالی چند لایه موجب افزایش پهنای باند میگردند. ساختار استوانه ای به دلیل پیچیده تر بودن ، در مقایسه با ساختار مسطح کمتر مورد نوجه قرار گرفته است. این ساختار نسبت به ساختار مسطح پیچیده تر و نسبت به ساختار کروی راحت تر است و در محدوده ی دانش ماست. به همین دلیل در این پروژه ساختار استوانه ای مد نظر ما قرار گرفته است. اما ساختار کروی که به ندرت بررسی شده است، بسیار پیچیده تر وفراتر از دانش ماست و در مقالات نیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. دو راهکاری که در این پروژه برای در امان ماندن جسم از دید رادار استفاده شده است، ایجاد شفافیت و ایجاد ماکزیمم پراکندگی میباشند. هدف از ایجاد شفافیت، صفر کردن ضریب بازتاب موج تابشی به جسم می باشد که با این کار، از طریق از بین بردن امواج انعکاسی به سمت رادار، توانایی رادار از کشف هدف از بین خواهد رفت واما ایجاد ماکزیمم پراکندگی به منظور افزایش پراکندگی موج انعکاسی از جسم می باشد، که بااین کار موج انعکاسی در زوایای مختلفی پخش خواهد شد و از این طریق رادار در کشف هدف گیج می شود و به این ترتیب جسم از دید رادار در امان خواهد ماند. در فصل اول به معرفی متامتریالها از زمان طرح تئوری ایجاد تا زمان ساخت آنها و همچینین بیان ویژگیهای منحصر به فردشان پرداخته خواهد شد. سپس در فصل دوم، بررسی برخورد امواج الکترومغناطیسی با ساختار های مختلف مسطح ، استوانه ای و کروی و مقالات و بررسی های انجام شده در این زمینه ها، ارائه خواهد شد. در ادامه در فصل سوم به بررسی برخورد امواج الکترومغناطیسی با یک استوانه ی هادی کامل پوشیده شده با دولایه متامتریال پرداخته خواهد شد و شرایط لازم برای داشتن شفافیت و ماکزیمم پراکندگی ارائه می شود. همچنین از طریق نرم افزارهای متلب و کامسول (که یک نرم افزار تمام موج میباشد)، درستی نتایج حاصل از تئوریات ارائه شده در این فصل بررسی خواهد شد. ودر نهایت دست آوردهای این پایان نامه و همچینین پیشنهادات کاری آینده در ادامه ی این پروژه بیان میگردد.در نهایت نیز در قسمت پیوست ها مراحل اثبات تئوریات و فرمول بندی ها به طور مبسوط ارائه می گردند.