عنوان پایان‌نامه
تحلیل و بررسی آنتن های مایکرواستریپ با زیر لایه های metamaterial
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47232;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1826
- تاریخ دفاع
- ۱۲ آبان ۱۳۸۹
- دانشجو
- سامان جهانی
- استاد راهنما
- جلیل اقا راشدمحصل
- چکیده
- 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 خاصیت متامتریال ها در کوچک کردن آنتن های مایکرواستریپ بطور مفصل بررسی می شود. نشان داده می شود که در آنتن های مایکرواستریپ دایروی که زیرلایه آنها با متامتریال با نفوذپذیری منفی بار شود، می توان به مودی تابشی دست یافت که طول موج در فرکانس تشدید بسیار پایین تر از ابعاد آنتن باشد. در قسمت بعدی پایان نامه، ساختارهای نمونه که به کمک آنها متامتریال ها را در عمل تحقق می دهند معرفی می شود و ساختارهای متامتریال های مارپیچی برای اولین بار به عنوان ساختاری که می تواند برای تحقق محیط های با نفوذپذیری منفی استفاده شود، معرفی می شود. روشی برای استخراج پارامترهای محیطی ساختارهای متامتریال معرفی می شود و به کمک آن، این پارامترها برای ساختارهای متامتریال مارپیچی محاسبه می شود. در قسمت پایانی پایان نامه، نشان داده می شود که در شرایط خاصی می توان از ساختارهای متامتریال مارپیچی، همانگونه که روابط تئوری پیش بینی می کنند، برای کاهش ابعاد آنتن های مایکرواستریپ استفاده نمود. دو طرح از این ساختارها برای استفاده در زیرلایه ارائه می شود و پس از مقایسه نتایج شبیه سازی شده آنها یکی از طرح ها انتخاب می شود. تاثیر تغییرات پارامترهای متامتریال بر پارامترهای آنتن بررسی می شود. برای بررسی دقیق تر تاثیر کاهش ابعاد آنتن بر پارامترهای تشعشعی آنتن، نتایج اندازه گیری برای دو نمونه آنتن ساخته شده، که ابعاد اولی به میزان 40 درصد و دومی به میزان 60 درصد کاهش یافته است، ارائه می شود. از مزایای طرح ارائه شده سبکی آن، که ناشی از عدم استفاده از دی الکتریک در زیرلایه است، و نیز عدم نیاز به فناوری پیشرفته برای تولید اینگونه آنتن ها را می توان برشمرد.
- Abstract
- Microstrip patch antennas have found extensive application in wireless communication systems due to their low-profile, low-cost, and relatively simple fabrication. Antenna miniaturization is extremely important for modern wireless communication systems. Techniques such as using shorting posts and slots have been reported. However, these standard techniques do not miniaturize the patch size significantly. In recent years, metamaterials have been used for the patch antenna substrate miniaturization purposes. In this thesis, light, low-cost, and easy to fabricate circular patch antennas loaded by helices operating as µ-negative (MNG) metamaterials in order to miniaturize patch antennas without using any dielectric in the antenna substrate are proposed. The simulation results of miniaturized circular patch antennas are presented, and the effect of variation of metamaterial parameters on antenna size reduction is investigated. Two antennas having different helix parameters are fabricated. The size reduction is about 40% for the first patch antenna, and it is 60% for the second one. Measured results of return loss and radiation pattern at the subwavelength resonances are compared with these parameters at the conventional resonance of the patch antenna.
