Numerical analysis, design and two port equivalent circuit models for split ring resonator arrays
Yarıklı halka rezonatör dizilerinin sayısal analizi, tasarımı ve iki kapılı eşdeğer devre modellemesi
- Tez No: 255397
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yarıklı halka rezonatörü (YHR), metamalzemeler, iki kapılı devreler, eşdeğer devre modellemesi, rezonans frekansı, HFSS simülasyonları, Split ring resonator (SRR), metamaterials, two-port networks, equivalent circuit modeling, resonance frequency, HFSS simulations
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Yarıklı halka rezonatörü (YHR) manyetik rezonans frekansı etrafındaki göreceli olarak dar bir bantta etkin negative manyetik geçirgenlik özelliği gösteren bir metamalzeme yapısıdır. YHR birim hücre ve dizileri, küçük boyutlu mikrodalga gereçleri ve antenlerin tasarımını da içeren çeşitli özgün uygulamalarda kullanılmaktadırlar. YHR dizilerinin iletken tel dizileri ile birlikte kullanılmasıyla, olağan dışı bir şekilde, negatif etkin kırılma indisine sahip olma özelliği gösteren sol-elli malzemeler tasarlanabilmektedir.Bu tezde, çoklu yarıklı tek halkalı YHR birim hücreleri ve dizileri, sonlu elemanlar yöntemine dayalı bir yöntem kullanan Ansoft firmasının HFSS yazılımı ile sayısal olarak analiz edilmiştir. Bu yapıların bazıları düşük kayıplı dielektrik levhalar üzerinde gerçekleştirilmiş ve sayısal benzetim sonuçlarını doğrulamak için kompleks S-parametreleri ölçülmüştür. Bu çalışmanın esas amacı, YHR yapılarının davranışını basit ve etkin bir şekilde tahmin edip hesaplayabilmek için eşdeğer devre modelleri kurmaktır. Bu nedenle, çoklu yarıklı tek halkalı YHR birim hücreleri ve dizileri, iletken ve dielektrik bölgelerden kaynaklanan kayıp etkilerinin de özenle hesaba katıldığı uygun iki kapılı RLC rezonans devreleri ile modellenmiştir. Bu modellerden elde edilen sonuçlar, sınır koşul olarak mükemmel elektrik iletken/mükemmel manyetik iletken veya mükemmel uyumlu tabaka tipi sınır koşullarının kullanıldığı HFSS benzetim sonuçları ile karşılaştırılmıştır. YHR dizilerinin elemanları arasındaki karşılıklı endüktans, kapasitans etkileri ve ilave dielektrik kayıplar gibi etkileşimler uygun iki kapılı eşdeğer devre yapıları ile modellenerek dizi davranışları tahmin edilmiş ve ilgili dizi yapısının iletim spektrumu yalın MATLAB kodları ile hesaplanmıştır. Sayısal HFSS benzetimlerinden, eşdeğer devre modellerinin hesaplamalarından ve ölçümlerden elde edilen sonuçların birbirleriyle uyumlu oldukları gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Split ring resonator (SRR) is a metamaterial structure which displays negative permeability values over a relatively small bandwidth around its magnetic resonance frequency. Unit SRR cells and arrays have been used in various novel applications including the design of miniaturized microwave devices and antennas. When the SRR arrays are combined with the arrays of conducting wires, left handed materials can be constructed with the unusual property of having negative valued effective refractive indices.In this thesis, unit cells and arrays of single-ring multiple-split type SRR structures are numerically analyzed by using Ansoft?s HFSS software that is based on the finite elements method (FEM). Some of these structures are constructed over low-loss dielectric substrates and their complex scattering parameters are measured to verify the numerical simulation results. The major purpose of this study has been to establish equivalent circuit models to estimate the behavior of SRR structures in a simple and computationally efficient manner. For this purpose, individual single ring SRR cells with multiple splits are modeled by appropriate two-port RLC resonant circuits paying special attention to conductor and dielectric loss effects. Results obtained from these models are compared with the results of HFSS simulations which use either PEC/PMC (perfect electric conductor/perfect magnetic conductor) type or perfectly matched layer (PML) type boundary conditions. Interactions between the elements of SRR arrays such as the mutual inductance and capacitance effects as well as additional dielectric losses are also modeled by proper two-port equivalent circuits to describe the overall array behavior and to compute the associated transmission spectrum by simple MATLAB codes. Results of numerical HFSS simulations, equivalent circuit model computations and measurements are shown to be in good agreement.
Benzer Tezler
- 4.5G frekanslarında çok bantlı geniş geliş açısı aralığında etkili yeni bir frekans seçici yüzey tasarımı
A novel low-profile multiband frequency selective surface (FSS) for imt-advanced (4.5G) mobile communication system
ŞAKİR BALTA
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Derivation of Green's functions for spherically stratified media using an equivalent two port network model
Küresel katmanlı yapılarda iki kapılı eşdeğer devre modeli kullanılarak green fonksiyonlarının elde edilmesi
BURCU YENİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLÜDE GÜLBİN DURAL ÜNVER
- Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu
Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater
TUNCAY GÜVEN
- Gemilerin parametrik yalpa rezonansının 2.nesil stabilite kurallarına göre değerlendirilmesi
Evaluation of parametric roll resonance of the ships according to second generation stability rules
BUĞRA UĞUR YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TAYLAN
- Konteyner gemilerin yatırım analizi
Başlık çevirisi yok
NEDİM SUKAS
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI