Geri Dön

Mikrodalga ve terahertz bölgesinde anten, yapay manyetik iletken ve enerji hasatına yönelik metamalzemelerin tasarım, üretim ve ölçümü

Design, fabrication and measurement of metamaterials for the application areas of antennas, artificial magnetic conductor, and energy harvesting in microwave and terahertz region

PDF İndir

  1. Tez No: 488478
  2. Yazar: SULTAN CAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ASIM EGEMEN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 224

Özet

Bu tez mikrodalga ve terahertz bantlarında anten uygulamaları, yapay manyetik iletken ve enerjine hasatına yönelik metamalzemelerin tasarım, benzetim, üretim ve ölçümüne odaklanmaktadır. Tezin çıktıları şu şekildedir; Farklı uygulamalarda kullanılmak üzere mikrodalga frekans bandında çoklu frekanslarda çalışabilen özgün 2B ve 3B metamalzemeler tasarlanmış ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar deneysel sonuçlarla tartışılarak sunulmuştur. Önerilen tasarımların yanı sıra aynı birim hücre boyutunda minyatürizasyon sağlayan birim hücre tasarım önerisi ve tasarıma yönelik özgün eşlenik devre modeli sunulmuştur. Anten tasarımlarına yönelik metamalzemeler ise bir sonraki kısımda sunulmuş olup, dizi antenlerde elemanlar arası izolasyon sağlayan metamalzeme tasarımı sunulmuştur. Bir sonraki kısım ile metamalzemelerden esinlenilmiş özgün elektriksel küçük anten- ESA tasarım önerilmiş önerilen anten verimlilik, radyasyon örüntüsü gibi parametreler cinsinden tartışılmıştır. Son olarak metamalzeme yüklenen antenler tartışılarak filtenna önerisi sunulmuştur. Yayılım ve filtreleme özellikleri sunulan anten performansı incelenmiş sonuçları tartışılmıştır. Metamalzemelerin bir alt dalı olan yapay manyetik iletken tasarımları takip eden kısımda önerilmiş tasarımlara ait sonuçlar frekans ve bant genişliği gibi parametreler cinsinden tartışılmış, önerilen 3 özgün tasarımdan biri Özgül soğurma oranı düşürmedeki etkisi cinsinden analiz edilmiştir. Düzlemsel, silindirik ve fantom insan vücudu modelleri için performansı tartışılarak sonuçları sunulmuştur. Metamalzemeler ve frekans seçici yüzeylerin enerji hasatı uygulamalarında kullanımına yönelik bölümde ise önerilen özgün tasarımlar ile nesnelerin interneti diye de bilinen IOT uygulamalarına yönelik tekstil ve şeffaf alt tabanlı frekans seçisi yüzey önerileri sunulmuştur. Az kayıplı ticari alt taş kullanılarak tasarlanan enerji hasatına yönelik soğurucular ise bu kısım sonunda önerilerek sonuçları verimlilik, geliş açısı bağımlılığı ve soğurma performansı cinsinden sunulmuştur. Son kısımda ise polarizasyon bağımsız, üç bantlı terahertz bölgesi soğurucu tasarımı önerilmiş, tasarıma ait benzetim analizleri ve üretim detayları sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

This dissertation focuses on design, simulation, fabrication, and measurement of metamaterials in microwave and terahertz regimes, for antenna, artificial magnetic conductors, and energy harvesting applications. The novel outcomes of the dissertation as follows; In order to be used in several applications, novel 2D and 3D metamaterials, which are capable of working in multiple frequencies within microwave frequency bands, have been designed and analyzed. The results have been discussed and compared with corresponding experimental results. In addition to the proposed designs, a unit cell design that provides miniaturization of the unit cell has been proposed with its novel equivalent circuit model has been presented. Metamaterials for antenna designs have been presented in the following section and an EBG design has been proposed which provides inter-element isolation within antenna arrays. The next part presents an electrical small antenna - ESA design which is inspired by metamaterials and discusses the antenna parameters in terms of antenna efficiency, radiation pattern etc. In the last part, a filtenna design, which is metamaterial array loaded antenna, has been proposed. The filtering and radiation performance of the filtenna and the analysis of the filtenna have been presented. In the next chapter artificial magnetic conductor designs have been proposed and discussed in terms of parameters such as frequency and bandwidth, and one of the designs among them is analyzed in terms of the effect of decreasing the specific absorption rate. The performance for the planer, cylindrical, and phantom human body models is discussed and the results have been presented. In the following section, metamaterials and frequency selective surfaces have been presented for energy harvesting applications. Those novel designs are easily adoptable to IOT applications (the internet of the objects), since they have textile and transparent substrate. In last part, low-loss substrates used in order to design absorbers for energy harvesting applications and the performances have been evaluated in terms of efficiency, dependency of incidence angle and absorption performance. In the last part, a polarization-independent, three-band terahertz regime absorber design has been proposed, simulation analysis of the design and production details have been presented.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    405228

    Terahertz wave sensitive superconducting bolometric detector

    Terahertz dalgası duyarlı süper iletken bolometrik dedektör

    TUĞÇE SEMERCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER

    YRD. DOÇ. DR. MEHTAP ÖZDEMİR KÖKLÜ

  2. Tez No

    779079

    Microwave and terahertz imaging with time-reversed finitedifference time domain method

    Zamanı tersine çevrilmiş sonlu fark zaman alanı yöntemiyle mikrodalga ve terahertz görüntüleme

    CEMİLE BARDAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTexas Tech University

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOHAMMAD SAED

  3. Tez No

    286165

    Design, fabrication and characterization of novel metamaterials in microwave and terahertz regions: Multi-band, frequency-tunable and miniaturized structures

    Mikrodalga ve terahertz bölgelerinde özgün metamalzemelerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu: Çok-bantlı, frekansı-ayarlanabilir ve küçültülmüş yapılar

    EVREN EKMEKÇİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN

  4. Tez No

    848210

    Terahetz bölgesinde tek katmanlı, yüksek verimli ve geniş band polarizasyon dönüştürücü tasarımı

    The polarization converter design based on single-layer, high efficiency and broadband in terahetz region

    FATİH KADİROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZTÜRK

  5. Tez No

    436232

    Aşağı ve yukarı frekans dönüşüm yöntemlerini kullanarak terahertz uygulamalarının incelenmesi

    Investigation of terahertz applications using up and down frequency conversion methods

    TURGUT ÖZTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İHSAN ULUER

Geri Dön