نام پژوهشگر: احد توکلی
حمید مقدس احد توکلی
چکیده ندارد.
نیما دبیدیان احد توکلی
واژه “چپگرد”، به ساختار هایی اطلاق می شود که ضریب شکست آنها در یک بازه فرکانسی منفی باشد. این ساختار ها ابتدا با استفاده از حلقه های شکافدار و میله های موازی در فرکانسهای ماکروویو تحقق یافته و سپس به فرکانسهای نوری تعمیم پیدا کرده است. در این پایان نامه، پس از بررسی عملکرد الکترومغناطیسی ساختارهای چپگرد در فرکانسهای ماکروویوو نوری و مطالعه در منشا ایجاد ضریب شکست منفی، نشان داده می شود که با استفاده از روش خط انتقال معادل، تحلیل تمامموج ساختار پریودیک به آنالیز خطوط انتقال چند رسانا تبدیل می گردد و مودهای انتشاری در آن از طریق فرکانسهای طبیعی این خطوط حاصل می شوند. روش s-parameters و روش مدال بعنوان روشهایی که در بدست آوردن پارامترهای معادل ساختارهای چپگرد کاربرد دارند، بررسی شده و روشی جدید برای بدست آوردن پارامترهای معادل bulk ساختار ارایه می شود که پیچیدگی روش رایج s-parameters در ارضا شرط پیوستگی ضریب شکست موثر در فرکانسهای مجاور را از بین می برد. نهایتا مزایا و معایب روش خط انتقال معادل در تحلیل ساختارهای چپگرد نوری نتیجه گیری می شوند.
پریسا دهخدا احد توکلی
با توجه به اهمیت مبحث سازگاری الکترومغناطیسی که در آن عملکرد متقابل ادوات الکترونیکی شامل دو بخش اساسی تداخل و تأثیر پذیری مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد، محفظه های شیلد دارای جایگاه ارزشمندی می باشند. محفظه های شیلد، محفظه هایی فلزی هستند که سیستم های الکترونیکی داخل آن ها قرار داده می شوند و به این ترتیب قسمت اعظم امواج تداخلگرِ خارج از محفظه، از روی بدنه شیلد منعکس شده و قسمت بسیار اندکی از درزها و روزنه ها وارد محفظه می شود. روزنه های روی بدنه شیلد معمولا برای تهویه و ایجاد قابلیت دید و دسترسی به درون محفظه ایجاد می شوند که نقش عمده ای در ورود و خروج امواج تداخلی در فرکانس های تشدید محفظه دارند. مساله ای که تاثیر آن در کارایی شیلد محفظه های فلزی کمتر مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته، اندازه ی ضخامت بدنه شیلد می باشد که به دلایل الکتریکی و مکانیکی غیر صفر است. در فرکانس های بالا که عمق نفوذ بسیار کوچک می باشد ضخامت دیواره های یکپارچه و بدون روزنه تأثیری در میزان کارایی شیلد ندارد در حالی که در محفظه های روزنه دار همانطور که در این رساله نشان داده می شود، مقدار ضخامت دیواره در محل روزنه در میزان عبور انرژی تداخلگر از روزنه بسیار موثر می باشد و این تاثیرگذاری با افزایش فرکانس به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. از طرف دیگر، اهمیت مطالعات آماریِ کارایی شیلد محفظه های فلزی و توزیع میدان درون آن ها در فرکانس های بالاتر از نخستین فرکانس تشدید با استفاده از تکنیک اتاق طنین، نیاز به یک روش جامع که علاوه بر کارایی و سرعت بالا قابلیت مدلسازی ضخامت بدنه ی محفظه را نیز داشته باشد به خوبی آشکار می سازد. با افزایش فرکانس، در نظر گرفتن مقدار ضخامت دیواره در محل روزنه منجر به دستیابی به نتایج دقیقتر و قابل اعتمادتری برای پیشبینی پارامتر کارایی شیلد می شود. در این رساله برای مدلسازی اثر ضخامت دیواره در محل روزنه ها در محفظه های مستطیلی، از روش ممان مُدی -که روشی برای تحلیل محفظه های با ضخامت صفر می باشد- استفاده شده است. در مطالعات آماریِ رفتار محفظه در فرکانس های بالا، این روش به علت کارایی زیاد آن برای محفظه های روزنه دار با ضخامت صفر مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا، برای مدلسازی اثر ضخامت دیواره روزنه دار در کارایی شیلد محفظه، روش مذکور تعمیم داده شده و معادلات انتگرالی به دست آمده از برقراری شرایط مرزی میدان های مغناطیسی در دو طرف روزنه ها توسط روش مُمان و با استفاده از توابع پایه تمام بازه حل می شوند. به این ترتیب روش ممان مُدی تعمیم یافته (gmmom) از حجم محاسباتی به مراتب کمتری نسبت به روش های عددی که کل محیط و یا سطح ساختار هادی را مشبندی می کنند برخوردار است. روش های عددیی که ضخامت دیواره محفظه را در محاسبه کارایی شیلد در نظر می گیرند به دلیل کوچک بودن ضخامت دیواره نسبت به ابعاد کلی محفظه، در حجم انجام محاسبات و حافظه ی لازم دچار مشکل شده و در مواردی که ابعاد دریچه ها و ضخامت آنها بسیار کوچک است زمان و حافظه بالایی را برای تحلیل مساله لازم دارند. با استفاده از روش ممان مُدی تعمیم یافته، محفظه روزنه دارِ ضخیم که در برابر تابش عمودیِ موج تداخلگر قرار می گیرد، مدلسازی و کارایی شیلد آن محاسبه می گردد. در این روش روزنه ها می توانند هم در دیواره ی در معرض تابش امواج بیرونی قرار داشته باشند و هم در دیواره مقابل آن. با توجه به نتایج به دست آمده از مدلسازی و تحلیل محفظه های شیلد، مشاهده می شود که با افزایش فرکانس اثر ضخامت دیواره غیر قابل صرفنظر شده و ضخامت دیواره به صورت کلی سبب بهبود کارایی شیلد محفظه می شود. در بخش پایانی رساله نتایج به دست آمده از روش ممان مُدی تعمیم یافته با نتایج اندازه گیری مقایسه می شود و در انتها برای محفظه هایی که در دیواره پشتی دارای روزنه ای بزرگ نسبت به ابعاد محفظه می باشند، روشی ارایه می شود که عدم دقت روش ممان مُدی تعمیم یافته را که ناشی از فرض بینهایت بودن دیواره جلویی است از بین می برد. در قسمت دیگری از این رساله -در کنار روش جامع ممان مُدی تعمیم یافته- حالت های خاصی از محفظه هایی با ضخامت صفر و غیر صفر و دارای تعداد زیادی روزنه دایروی یا مربعی با الگوی خاص توزیع مورد مطالعه قرار گرفته و کارایی شیلد این محفظه ها با استفاده از روش مدل خط انتقالی و تعمیم این روش برای تحلیل تعداد زیاد روزنه با احتساب تزویج متقابل روزنه ها محاسبه می شود. به این ترتیب کارایی شیلد یک ساختار پیچیده با استفاده از روش های پیشنهادی برای فرکانس های تا نخستین فرکانس تشدید محفظه با سرعت بسیار بالایی محاسبه می گردد.
بهنام زرقونی احد توکلی
هدف از این پروژه بررسی اثر مواد مغناطیس-دی الکتریکی در بخش محدودی از زیرلایه یک آنتن مایکرواستریپ می باشد. مواد مغناطیس-دی الکتریک موادی هستند که دارای ضریب نفوذ پذیری الکتریکی و مغناطیسی نسبی بزرگتر از یک می باشند. استفاده از این مواد در کل زیرلایه به عنوان عاملی برای کوچک سازی آنتن ها قبلا مورد توجه قرار گرفته است. کارهای انجام شده در این زمینه، نشان دهنده اثر مناسب آن ها در کوچک سازی و تا حدودی افزایش پهنای باند آنتن می باشد. چالش اساسی که باعث محدودیت استفاده از مواد مغناطیسی امروزی در فرکانس های مایکروویو و به ویژه در باند فرکانسی x می شود، تلفات مغناطیسی بالای این مواد می باشد. هم چنین، چگالی جرمی نسبتا بالا نیز عامل محدود کننده دیگری است که در فرکانس های پایین تر که آنتن دارای ابعاد بزرگی است، تاثیر منفی به سزایی دارد. در این جا با در نظر گرفتن بخش محدودی از زیرلایه به صورت مغناطیس-دی الکتریکی و جا به جایی آن در طول زیر لایه، نشان داده می شود که مشخصه تلفات بازگشتی، تعداد و فرکانس تشدید مودهای تحریک شده و به دنبال آن، پهنای باند آنتن تابعی از محل این قطعه مغناطیسی است. سپس، با ارایه مدل المان فشرده برای آنتنی با ساختار اشاره شده، سعی در توجیه این پدیده با توجه به نقش قطعه مغناطیسی در تغییر مقادیر عناصر مدل المان فشرده می شود. در نهایت، سعی می کنیم رابطه عناصر مدل فشرده با درصد پرشدگی زیر پچ را که در واقع به گونه ای نشان دهنده محل قطعه مغناطیسی است، با استفاده از نرم افزار matlab قانون مند کنیم. از این قانون به عنوان راهی برای طراحی آنتنی با پهنای باند بالاتر استفاده کرده و به کمک همین قانون، آنتنی با پهنای باند بیش از 10% طراحی می کنیم. در این پروژه برای تحلیل آنتن با زیرلایه ای که فقط بخشی از آن خاصیت مغناطیسی دارد، از روش المان محدود و با کمک نرم افزار hfss استفاده می کنیم. هم چنین، برای تطبیق مدل المان فشرده بر آنتن مذکور از نرم افزار ads کمک گرفته می شود.
مرتضی براری احد توکلی
آنتن ویوالدی از انواع آنتن شکافی موج رونده بوده که بدلیل ابغاد کوچک، سادگی ساخت و تولید، قابلیت استفاده از مدارات مجتمع و دستیابی پرتو تشعشعی مناسب با تغییر پارامترهای آنتن در سیستم های مخابراتی و ماهواره ای کاربرد فراوانی دارد. تحلیل و بهینه سازی آرایه آنتن ویوالدی در باند وسیع فرکانسی بدلیل وجود پارامترهای زیاد آرایه، کار بسیار دشوار و زمانبری است. لذا هدف از این رساله ارائه روشی عددی تحلیل و بهینه سازی این آرایه و اعمال اصلاحاتی جهت تسریع عملکرد آن می باشد. روش عددی حوزه ما زمان fdtd برای تحلیل آرایه و الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی مشخصه تشعشعی آرایع استفاده گردیده است. از آنحائیکه هر دو روش دارای دقت بالا و حجم محاسبات بالا هستند. دستاورد عمده این رساله کاهش حجم محاسبات با تبیین شرایط مرزی خاص در fdtd و اعمال اصلاحاتی در الگوریتم ژنتیک بوده است. در این رساله، ابتدا تحلیل های انجام گرفته در زمینه آنتن ویوالدی و ویژگی ها و مزایای آن بیان مر شود. آنگاه جهت تایید روش ارائه شده، نتایج تحلیل ویوالدی و آرایه چهار عنصری آن با نتایج ساخته شده مقایسه گردیده است که تطابق خوبی را نشان می دهد.