Geri Dön

Rezonatör tabanlı çoklu-bant soğurucu tasarımı ve sensör uygulamaları

Design of resonator based multi-band absorber and sensor applications

PDF İndir

  1. Tez No: 814798
  2. Yazar: ALPARSLAN ÇINAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 126

Özet

Bu tezde, rezonatör tabanlı çoklu bant soğurucu tasarımı ve sensor uygulamaları üzerine çalışmalar yapılmıştır. Önerilen tasarımlar, ortada dielektrik taban malzemesi olmak üzere, üstte rezonatör ve altta toprak düzlemden oluşan bir yapıya sahiptir. Tasarımlarda, yarık halka rezonatör (YHR), elektrik LC rezonatör (ELC) gibi metamalzeme yapı taşları ve asimetrik X-şekilli rezonatörler frekans belirleyici eleman olarak kullanılmıştır. Dairesel şekilli ve eş merkezli üç adet YHR yapısı kullanılarak, görece minyatür boyutlu, WiMAX ve WLAN bantlarını kapsayan üç bantlı soğurucu benzetim ortamında tasarlanmıştır. Bir başka metamalzeme yapısı olan ELC rezonatör, üç boyutlu yazıcıda imal edilmiş taban malzemesinin üzerine yerleştirilerek soğurucu sensor tasarlanmış, üretilmiş, ölçülmüş ve analitik modeli çıkartılmıştır. Üç boyutlu yazıcıyla imal edilen taban malzemesine açılan oyuk sayesinde, hem katı hem de sıvı analizleri yapılabilmektedir. Yekpare ve basit bir yapı olması sebebiyle üretim ve uygulanabilirliği oldukça kolaydır. Kol uzunluklarının simetrik veya asimetrik olmasına bağlı olarak tek veya çift bantlı davranış sergileyen X-şekilli rezonatör kullanılarak, kompakt bir soğurucu tasarlanmış. Tek bir rezonatör ve tek bir dielektrik taban malzemesinden meydana gelen bu basit yapının sensor performansı, benzetim ve ölçüm ortamında incelenmiştir. Bu doğrultuda, çalışma frekansları farklı iki tane YHR tabanlı soğurucu sensörler ile kıyaslanan asimetrik X-şekilli soğurucunun daha hassas olduğu görülmüştür. Daha sonra, kol uzunlukları birbirinden farklı iki tane asimetrik X-şekilli rezonatör, taban malzemesi olarak kullanılan kot kumaş üzerine yerleştirilerek dört bantlı tekstil soğurucu elde edilmiştir. Nümerik ve deneysel sonuçları mükemmel bir uyum içinde olan bu dört bantlı tasarım, giyilebilir uygulamalar için iyi bir adaydır. Son olarak, benzetim ortamında, X-şekilli rezonatöre PIN ve Varaktor diyotlar entegre edilerek frekansı kontrol edilebilir soğurucu tasarımları önerilmiştir. Önerilen tasarımlar sayesinde soğurma frekansları geleneksel soğurucular gibi üretim sonrası sabit kalmamakta ve soğurucuların uygulama alanları genişlemektedir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, resonator-based multi-band absorber design and sensor applications have been investigated. The proposed designs consist of a resonator at the top, a dielectric substrate in the middle and a ground plane at the bottom. In the designs, asymmetric X-shaped resonator and metamaterial elements such as split ring resonator (SRR), electric LC resonator (ELC) are used as frequency determining elements. A relatively miniaturized tri-band absorber covering WiMAX and WLAN bands has been designed in the simulation environment using three circular and concentric SRR. The ELC resonator, which is a metamaterial element, is placed on a 3D printed dielectric substrate to design absorber sensor. There is a cavity in the 3D-printed substrate to integrate the samples into the sensor. Thanks to the cavity, both solid and liquid analyses can be performed. It is a monolithic and simple structure, so it is effortless to manufacture and implement. To validate this design, the absorber sensor is fabricated, measured, and analytically modeled. A compact absorber has been designed using an X-shaped resonator that exhibits single or dual-band behavior depending on whether the arm lengths are symmetric or asymmetric. The sensor performance of this structure consisting of a resonator and a substrate has been investigated in simulation and measurement. In this context, the asymmetric X-shaped absorber is found to be more sensitive when compared with two SRR-based absorber sensors with different absorption frequencies. Then, two asymmetric X-shaped resonators with varying lengths of arm are placed on denim fabric used as a substrate to obtain a four-band absorber. This quad-band design, whose numerical and experimental results are in perfect agreement, is a good candidate for wearable applications. Lastly, in a simulation environment, frequency tunable absorbers are designed by integrating PIN and varactor diodes into the asymmetric X-shaped resonator. Thanks to the proposed designs, the absorption frequencies do not remain fixed after fabrication like conventional absorbers, and the applications of the absorber are expanded.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    270089

    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

  2. Tez No

    410659

    Design and implementation of dielectric resonator based metamaterials

    Dielektrik rezonatör tabanlı metamalzemelerin tasarım ve uygulaması

    GİZEM KALENDER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE YEŞİM ZORAL

  3. Tez No

    528940

    Near-infrared femtosecond laser sources based on alexandrite and Cr:LİSAF gain media

    Alexandrite ve Cr:LiSAF kazanç ortamı tabanlı yakın-kızılaltı femtosaniye lazer kaynakları

    CAN CİHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU

  4. Tez No

    482326

    A new composite resonator architecture based on coupled vertical NW arrays

    Kuplajlanmmış dikey nanotel dizileri tabanlı yeni bir kompozit çınlaç mimarisi

    YASİN KILINÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA

  5. Tez No

    492508

    Advanced concepts of piezoelectric patch-based energy harvesting and locally resonant bandgap formation in thin plates

    Pirometredeki piezoelektrik yama tabanlı enerji toplama ve lokal rezonant bandgap oluşumunun ileri kavramları

    AMIRREZA AGHAKHANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Assoc. Prof. Dr. IPEK BASDOGAN

Geri Dön