پروژه پایانی کارشناسی ، ساختار متامتریال وکاربرد آن در بهبود عملکرد آنتن ها doc

پروژه پایانی مقطع کارشناسی ، ساختار متامتریال وکاربرد آن در بهبود عملکرد آنتن ها در قالب word شامل 62 صفحه، کاملا ویرایش شده طبق اصول نگارش دانشگاهی و آماده چاپ( پروژه بسیار اصولی کار شده است)

چکیده

در چند سال اخیر، تلاش هایی برای بهبود خصوصیات تشعشعی آنتن ها صورت گرفته است.با معرفی مواد متامتریال و بررسی ویژگی های منحصر به فرد این مواد، تحقیقات زیادی در مورد کاربرد این مواد در سیستم های تشعشعی صورت گرفته است.بهبود گین، دایرکتیویتی وقدرت انتشار آنتن، ازجمله مهمترین اهداف می باشد.در این سمینارتاثیرات استفاده از این مواد در آنتن ها بررسی و مطالعه می شود. ابتدا چند ساختار متامتریال معرفی شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد، سپس تاثیرات تک تک این ساختار ها در بهبود گین آنتن دو قطبی، بررسی می شود.یکی از جالب ترین ویژگی های این مواد اینست که در برخی فرکانس ها ضرایب نفوذ پذیری الکتریکی و مغناطیسی شان صفر یا کوچکتر از صفر می شود. طبق قوانین الکترو مغناطیسی می دانیم که یکی از ضرایب نفوذ پذیری الکتریکی یا مغناطیسی در یک فرکانس مشخص صفر شود منجر به صفر شدن ضریب شکست شده و در نتیجه باعث خواهد شد که جهت امواج خروجی از ماده، به بردار نرمال سطح نزدیکتر شود که از این خصیصه برای بهبود دایرکتیویتی و گین آنتن، استفاده خواهیم کرد. از سوی دیگر، چون این مواد قادر به پشتیبانی امواج وارونه هستند، می توانند سیستم تشعشعی را چند بانده کنند.

فهرست

فصل اول کلیات.. 1

فصل دوم. 3

2-1. مقدمه. 4

2-2. شروع کار 6

2-3. روش مطالعه. 7

2-4. شبیه سازی.. 8

2-5.آماده سازی موجبر. 9

2-6. روش تحلیلی برای تشعشعات میدان های دور 11

2-7. اثرات تشعشع و نرمالیزه سازی.. 13

2-8. مقایسه ی ساختارهای مختلف متامتریال بعنوان زیر لایه. 17

2-9. ساختار حلقه مجزای یک بعدی.. 18

2-10. ساختار حلقه متقارن.. 19

2-11. ساختار Omega. 20

2-12. ساختار S. 22

2-13. ساختار بهینه شده متامتریال.. 24

2-14. نتایج تشعشعات.. 26

جمع بندی.. 30

فصل سوم کاربرد متامتریال در آنتن های پچ جدید. 31

3-1. مقدمه. 31

3-2. معرفی ساختار پیشنهاد شده 32

3-3. شبیه سازی و نتایج تشعشعات.. 32

جمع بندی.. 38

فصل چهارم. 39

4-1. مقدمه و معرفی.. 40

4-2. شبیه سازی و نتایج اندازه گیری شده 42

جمع بندی.. 45

فصل پنجم. 46

5-1. مقدمه. 47

5-2. آنتن موجبر استوانه ای.. 49

5-3. آنتن آرایه ای موجبر استوانه ای.. 51

5-3-1. مدل آرایه ای دو المانه. 52

5-3-2. مدل آرایه ای چهار المانه. 53

5-3-3. مدل آرایه ای 2×2. 53

جمع بندی.. 56

نتیجه گیری.. 56

مراجع  58

مقدمه

هدف پس از معرفی مواد متامتریال1 و بررسی خصوصیات این مواد، می خواهیم تاثیر استفاده از این مواد را در سیستم های تشعشعی بررسی کنیم. این مواد دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشند که بواسطه این خصایص می توان راندمان سیستم های تشعشعی را بطور موثری بهبود بخشید. مهمترین ویژگی این مواد اینست که ضرایب نفوذ پذیری الکتریکی و مغناطیسی شان در برخی از فرکانسها صفر یا کوچکتر از صفر شده و در نتیجه ضریب شکست نیز دچار تغییر می شود. طبق قوانین الکترو مغناطیسی اگر ضریب شکست ماده ای نزدیکبه صفر باشد، جهت موج خروجیاز سطح به جهت بردار نرمال نزدیک شده(پدیده فوق شکست)2و در نتیجه منجر به متراکم شدن میدان های الکترو مغناطیسی شده و دایرکتیویتی و گین آنتن افزایش می یابد. ویژگی دیگر این مواد اینست که به علت پشتیبانی از امواج وارونه3، منجر به چند بانده4 شدن آنتن می شوند، یعنی آنتن در چند باند فرکانسی مختلف عملکرد تقریبا یکسانی خواهد داشت. در این سمینار تاثیر استفاده از این مواد در آنتن ها، بررسی خواهد شد. 

 مقدمه 

خصوصیات الکترومغناطیسی یک ماده می تواند توسط ضرایب نفوذپذیری الکتریکی (€) و نفوذ پذیری مغناطیسی (µ) توصیف شود. این دو پارامتر می توانند به صورت قابل ملاحظهای تاثیرات تحریک الکتریکی و پلاریزاسیون مغناطیسی را توصیف کنند. بررسی تاثیرات هادیها و دی الکتریک ها در متامتریال ها می تواند روی اندازه،شکل و تناوبشان صورت گیرد. خصوصیات غیر عادی مثل ضرایب € و µ منفی، منفی شدن ضریب شکست در حد واصل محیط های RH ،1LH2، وارونگی قانون اسنل، وارونگی پدیده داپلر و افزایش امواج ناپایدار، می تواند مورد بررسی قراربگیرد.