عنوان پایان‌نامه
آنالیز ساختارهای متناوب با لایه های فلزی با استفاده از مدل شبکه معادل
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1865;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48386
- تاریخ دفاع
- ۱۱ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- نسیم محمدی استخری
- استاد راهنما
- محمود شاه آبادی
- چکیده
- از ساختارهای متناوب که در آنها لایه‌های رسانا بکار رفته است می‌توان به دلیل برخورداری از خاصیت انتخاب فرکانس برای کاربردهای فراوانی نظیر فیلتر‌ها و مواد مصنوعی با خواص منحصربفرد استفاده برد. در این پایان‌نامه به تجزیه و تحلیل مسئله تفرق امواج الکترومغناطیسی در برخورد با این ساختارها با استفاده از روش شبکه معادل خواهیم پرداخت. به این منظور ابتدا به بیان اصول اولیه روش شبکه معادل برای تحلیل ساختارهای متناوب عایقی می‌پردازیم و فرمولبندی مسئله تفرق را بر اساس این روش بدست خواهیم آورد. در ادامه از آنجایی که روش شبکه معادل در فرم رایج آن نمی‌تواند برای تحلیل ساختارهایی که در آنها سطوح رسانای ایده‌آل (PEC) وجود دارد بکار برده شود، دو روش برای مدلسازی مرزهای رسانای کامل پیشنهاد می‌کنیم. در ابتدا مرزهای رسانای کامل را در حوزه طیف مکان مدلسازی کرده و همگرایی و دقت پاسخ های بدست آمده را مورد مطالعه قرار می‌دهیم. سپس برای افزایش دقت پاسخ ها و بهبود همگرایی، شرایط مرزی را در حوزه مکان و با استفاده از توابع آزمون ضربه به روش شبکه معادل اعمال می‌کنیم که این روش منجر به افزایش دقت پاسخ‌ها و همچنین همگرایی سریع آن می‌گردد. با استفاده از این روش تحلیل مسئله تفرق از سطوح انتخابگر فرکانس را به حل چند دسته خطوط انتقال کوپل شده تبدیل کرده و عملکرد روش را با مثال‌های متعددی ارزیابی می‌کنیم که با بررسی همگرایی پاسخ‌ها و مقایسه نتایج با روش‌های عددی دیگر صحت پاسخ‌ها تایید می‌گردد. در انتها روش پیشنهادی را با روش تکرار متناوب منابع ترکیب کرده و میدان‌های ناشی از جریان‌های الکتریکی و مغناطیسی با توزیع فضایی نامتناوب را در مجاورت سطوح انتخابگر فرکانس بدست می‌آوریم.
- Abstract
- Periodic structures comprised of conducting patches show unique frequency selective properties to incident electromagnetic waves, which makes them an appropriate choice in the implementation of filters or artificial surfaces with desired properties. In this thesis, analysis of diffraction from frequency selective surfaces (FSS) with periodic substrates using equivalent network model is presented. For this purpose, in a first step, formulation of the equivalent network model for the analysis of dielectric periodic structures is reviewed. Since this method in its original form cannot be used to analyze structures containing perfect conducting patches, two techniques are suggested for modeling this type of boundary conditions. First, conducting patches are modeled in the spectral domain and convergence properties and accuracy of the numerical method is studied. In order to improve the accuracy of the proposed method, FSS conducting layers are then imposed to this formulation through a point-matching approach in the spatial domain. The resulting matrix formulation is then applied to several periodic structures and their diffraction orders are calculated. Comparison of the obtained results with those of other numerical methods such as FDTD along with investigation of accuracy and convergence properties of the results verifies the new method. At the end, the proposed method is combined with a method that uses spatial periodic repetition of the current sources to calculate fields generated by electric and magnetic current sources near a periodic structure with conducting layers.
