Geri Dön

Wave propagation in metamaterial structures and retrieval of homogenization parameters

Metamalzeme yapılarda dalga yayınımı ve homojenleştirme parametrelerinin elde edilmesi

  1. Tez No: 199469
  2. Yazar: ERDİNÇ IRCI
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. VAKUR BEHÇET ERTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 216

Özet

Metamalzeme Yapılarda Dalga Yayınımı veHomojenleştirme Parametrelerinin Elde EdilmesiErdinç IrcıÖzetMetamalzeme yapılarda elektromanyetik dalga yayınımı incelendi. Çizgisel elektrikkaynaklarından ya da düzlem dalga aydınlatmalarından dolayı bu yapılardan saçılan vebunlara iletilen elektromanyetik alanlar bulundu. Bu dalga yayınım problemlerinin genelformülasyonu, ortam parametrelerinin işaretlerinin herhangi kombinasyonu için,herhangi elektrik/manyetik kayba da sahip olabilecek şekilde metamalzemeler ya dasıradan malzemeler için yapıldı.Bu yayınım problemlerinden biri olan düzlem dalga ile dik aydınlatılmış metamalzemekaplı iletken silindirler, saydamlık ve saçılımın azamileştirilmesi açısından detaylıcaincelendi. Saydamlık ve rezonans (saçılım azamileştirmesi) durumlarının dalgaboyu-altısınırında türetilmesi, literatürdeki aynı eksenli, elektriksel olarak küçük, ters işaretliolarak eşleştirilmiş silindirlerle aynı durumu verdi (iç silindir iletken sınırınagötürüldüğünde).Bu saydamlık ve rezonans durumlarının daha çok metamalzeme kaplamanın elektrikselgeçirgenliğine (TE polarizasyonu için) ve çekirdek-kaplama yarıçap oranına bağlı olduğubulundu. Saydamlık ve saçılım azamileştirmesi için, kaplamanın elektrik geçirgenliği ileçekirdek-kaplama yarıçap oranı arasındaki ilişkiler incelendi. Sayısal sonuçlar bu analitikilişkilerin oldukça başarılı olduğunu ve silindirik saçıcı elektriksel olarak çok küçükkendaha iyi çalıştığını gösterdi.Metamalzemelerin etkin ortam parametrelerinin elde edilmesi için yeni birhomojenleştirme metodu ileri sürüldü ve uygulandı. Metod uygulanırkenmetamalzemenin 1, 2, ..., 20 ünite hücresi art arda sıralandı ve yansıma katsayılarıkaydedildi. Metamalzemenin homojenleştirme kalitesi değişik etkenler cinsindenincelendi ve metodun metamalzemenin etkin ortam parametrelerinin elde edilmesi içinçok başarılı olduğu gözüktü.Son olarak, bir başka metod da periyodik olan ya da olmayan herhangi bir topraklanmıştabaka üzerindeki yüzey dalga yayınım katsayılarının elde edilmesi için ileri sürüldü.Başlangıç olarak metod topraklanmış dielektrik tabakalara uygulandı. Sayısal sonuçlargenel olarak teorik karşılıklarıyla iyi uyum sergiledi.

Özet (Çeviri)

Wave Propagation in Metamaterial Structures andRetrieval of Homogenization ParametersErdinç IrcıAbstractElectromagnetic wave propagation in metamaterial structures is investigated. Scatteredand transmitted electromagnetic fields by these structures due to electric line sources orplane wave illuminations are found. A generic formulation of these wave propagationproblems is done, enabling any kind of metamaterial or conventional material to be used,having any sign combination of constitutive parameters and having any electric and/ormagnetic losses.For metamaterial coated conducting cylinders illuminated normally with plane waves,achieving transparency and maximizing scattering are investigated thoroughly. It is foundout that, rigorous derivation of transparency and resonance (scattering maximization)conditions for PEC core cylinder case under the sub-wavelength limitations yields thesame conditions of two electrically small concentric layers of conjugately pairedcylinders, (when the inner core layer is also taken to the PEC limit). The relationsbetween the permittivity of the coating and the ratio of core-shell radii are investigatedfor achieving transparency and scattering maximization.A novel homogenization method for the retrieval of effective constitutive parameters ofmetamaterials is proposed and implemented. While implementing the method, 1, 2, …,20 unit cells of the same metamaterial structure are stacked and their reflectioncoefficients are collected. The homogenization quality of the metamaterial is evaluated interms of various factors, which showed that the method is very successful.Finally, another method has been proposed for the retrieval of surface wave propagationconstants on any periodic or non-periodic grounded slab medium. As a preliminary, themethod is applied to grounded dielectric slabs.

Benzer Tezler

  1. Waveguiding of electromagnetic waves and investigation of negative phase velocity in photonic crystals and metamaterials

    Elektromanyetik dalgaların kılavuzlanması ve fotonik kristaller ve metamalzemelerde eksi değerli faz hızının incelenmesi

    İLYAS EVRİM ÇOLAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  2. The left hand of electromagnetism: Metamaterials

    Elektromanyetiğin sol eli: Metamalzemeler

    KAMİL BORATAY ALICI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  3. Geniş bantlı metamalzeme tabanlı mikroşerit anten yapıların tasarım, optimizasyon, fabrikasyon ve ölçümleri

    Design, optimization, fabrication and measurements of wide band metamaterial based microstrip antenna structures

    HÜSEYİN AKÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilim ve TeknolojiKara Harp Okulu Komutanlığı

    Teknoloji Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN KOÇER

    DR. ERDAL TORUN

  4. Highly-doped silicon based photonic devices for mid-infrared light absorption

    Yüksek derecede doplanmış silikon tabanlı fotonik yapılar ile orta-kızılötesi ışığın emilimi

    KAZİM GÖRGÜLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  5. Design, fabrication and characterization of micromachined THz absorbers

    Mikro ̇ıslenmis THz emicilerin tasarımı, Üretimi ve karakterizasyonu

    AYDA MAMAGHANİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA