Elektronik soğutucular için geniş bantlı yama tipisoğurucu kuşak tasarımı
Wideband patch-type emw absorbing belt design forelectronic heat sinks
- Tez No: 701440
- Danışmanlar: PROF. DR. SELÇUK HELHEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Metamalzemeler, bilinen doğal malzemelerin aksine farklı elektromanyetik özellikler gösteren yapay malzemelerdir. Son yıllarda keşfedilen özelliklerinden önemli bir tanesi de gelen elektromanyetik dalgaya karşı mükemmel soğurma performansı göstermeleridir. Bu özellikleri sayesinde mikrodalga bandından optik banda kadar pek çok farklı uygulamada kullanılabilecekleri değerlendirilmektedir. Bu tez çalışmasında, elektronik soğutucular için geniş bantlı yama tipi metamalzeme tabanlı elektromanyetik soğurucu yapının mikrodalga frekanslarda tasarım, benzetim, optimizasyon, üretim ve ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Metamalzeme soğurucu yapının ve elektronik soğutucunun sayısal analizi ve tasarımında, CST Microwave Studio benzetim programı kullanılmıştır. Benzetim ortamında tasarlanan yapının soğurma etkisi incelendikten sonra, istenilen frekans aralığında elektronik soğutucuyla birlikte optimizasyonu gerçekleştirilerek, baskı devre teknolojisi ile soğurucunun üretimi yapılıp ardından seçilen elektronik soğutucu ile testleri tamamlanmıştır. Geniş bantlı metamalzeme tabanlı soğurucunun elektronik soğutucu ile birlikte oluşturulan tümleşik yapısı anten davranışı sergilemesi sebebiyle ortaya çıkardığı ışıma örüntüsü, benzetim ve deneysel ortamda elde edilen uzak alan ölçüm sonuçları kullanılarak elde edilmiştir. Tasarlanan soğurucunun katman sayısı değişimine ilişkin fiziki şartlarda göz önünde bulundurularak en iyi değeri saptanmıştır. Daha sonra soğurucu kuşağın elektronik soğutucu üzerinde konumunun elektromanyetik ışıma bastırma veya lens davranışı göstererek kazanca/yönlendirmeye neden olma derecesi belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında elektronik soğutucuların neden olduğu girişim etkilerini bastırmak veya yönlendirmek amacı ile soğutucuların etrafında kullanılmak üzere metamalzeme tabanlı bir soğurucu kuşak tasarlanmıştır. Tek kat olarak seçilen kuşak en iyi bastırmayı uzak alan theta=90°'de kuşak Konum-6'dayken %75,6 oranında ortalama 6,73 dB olarak soğutucunun taban seviyesindeyken yakalamıştır. Soğurucu kuşak soğutucu üzerinde Konum-2'de konumlandırıldığında ise uzak alan theta=90°'de %89,81 oranında ortalama 4,92 dB değerinde kazanç sağlayarak, ışımayı yönlendirerek kazancı artırmıştır.
Özet (Çeviri)
Metamaterials are artificial materials that show different electromagnetic properties, unlike known natural materials. One of the most important features discovered in recent years is that they show excellent absorption against the incoming electromagnetic wave. Thanks to these features, it is evaluated that they can be used in many different applications from microwave band to optical band. In this thesis, the design, simulation, optimization, fabrication, and measurements of a broadband patch type metamaterial-based electromagnetic absorber structure for electronic heat sinks were carried out at microwave frequencies. The CST Microwave Studio simulation program was used in the numerical analysis and design of the metamaterial absorber structure and the electronic heat sinks. After examining the absorption effect of the designed structure in the simulation environment, optimization was carried out with the electronic heat sinks in the desired frequency range, the absorber was produced with the printed circuit technology and then the tests were completed with the selected electronic heat sinks. Since the integrated structure of the broadband metamaterial-based absorber together with the electronic heat sinks exhibits antenna behavior, the radiation pattern revealed by the simulation and farfield measurement results obtained in the experimental environment has been obtained. The best value of the designed absorber was determined by considering the physical conditions regarding the change in the number of layers. Then, the degree to which the position of the absorber belt on the electronic heat sinks causes electromagnetic radiation suppression or lens behavior to cause gain/direction was determined. In this thesis, a metamaterial-based absorber belt is designed to be used around electronic heat sinks to suppress or direct the interference effects caused by electronic heat sinks. The band selected as a single layer achieved the best suppression in the far area theta=90°, while the band was in Position-6, with an average of 6,73 dB at a rate of 75,6% when it was at the base level of the electronic heat sink. When the absorber belt was positioned in Position-2 on the electronic heat sink, it increased the gain by directing the radiation, providing an average gain of 4,92 dB at the rate of 89,81% in the far field theta=90°.
Benzer Tezler
- Mikrodalga frekanslarında ince ve geniş bantlı elektromagnetik soğurucu tasarımı için optimizasyon yaklaşımı
Optimization approach to the design of thin and broadband electromagnetic absorber for microwave frequencies
KADİR ORKUN MISIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Design, fabrication and characterization of an ultra-broadband metamaterial absorber using bismuth in the near infrared region
Yakın kızılötesi bölgesinde çalışan çok geniş bantlı bir metamalzeme soğurucunun bizmut kullanılarak tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
İMRE ÖZBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL SAYAN
- Design, fabrication and characterization of micromachined THz absorbers
Mikro ̇ıslenmis THz emicilerin tasarımı, Üretimi ve karakterizasyonu
AYDA MAMAGHANİ
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
- 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
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Mikrodalga soğurucu tasarımı
Microwave absorber design
İBRAHİM ÇATALKAYA
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT PINAR