Metamalzeme tabanlı RF yansıtıcı özelliği arttırılmış boya ile frekans seçici yüzey tasarımı
Frequency selective surface design with metamaterial-based paint with increased RF reflective features
- Tez No: 973197
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZTÜRK, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ALPTEKİN ENGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik alanlar, Metayüzeyler, Radyofrekans, Electromagnetic fields, Metasurfaces, Radiofrequency
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu tez çalışmasının amacı, halka geometrik şekil kullanılarak tasarlanan bir frekans seçici yüzey (FSY) modeli ile elektromanyetik girişim (EMG) koruma, radyo frekansı (RF) filtreleme ve frekans seçici yüzey uygulamaları için yüksek verimli bir tasarım oluşturmaktır. Bu tasarımın geniş bant genişliği, düşük yansıtma, yüksek soğurma kapasitesi ve dalga geliş açısından bağımsızlık gibi özelliklere sahip olması hedeflenmiştir. Yöntem: Tasarım sürecinde, halka geometrik şekilli FSY'nin birim hücre boyutu, dielektrik katman kalınlığı, iletken yüzey kalınlığı, iletken yüzey yarıçapı ve iletken yüzey genişliği gibi tasarım parametreleri incelenerek tasarım gerçekleştirlmiştir. Tasarım çalışmaları, elektromanyetik performansın iyileştirilmesi amacıyla CST Studio Suite 3D elektromanyetik simülasyon yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FSY'nin frekans tepkisi, yansıma ve soğurma özellikleri analiz edilmiş ve en iyi performansı sağlayacak parametre değerleri belirlenmiştir. Tasarım çalışmaları sonucunda tasarlanan halka geometrik şekilli FSY'nin üretilen poliüretan boya ile tekstil üzerine serigrafi yöntemi kullanılarak üretimi tamamlanmıştır. Bulgular: Tasarım çalışmaları sonucunda tasarlanan halka geometrik şekilli FSY'nin performans parametreleri bant genişliği: 1,75 GHz, maksimum yansıtma frekansı: 6,00 GHz ve maksimum soğurma değeri: -27,13 dB şeklinde özetlenebilir. Elde edilen bu sonuçlar, tasarımın oldukça verimli bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir. Tasarım, elektromanyetik dalgaları büyük oranda soğurma kapasitesine ve düşük yansıma değerine sahiptir. Ayrıca, bu FSY tasarımının, gelen elektromanyetik dalganın geliş açısına bağımsız bir performans sergilediği ve bant durduran filtre karakteristiği gösterdiği tespit edilmiştir. Bu, FSY'nin farklı açılardan gelen elektromanyetik dalgalara karşı aynı seviyede soğurma sağlaması anlamına gelmektedir. Sonuç: Bu tez çalışmasında metamalzeme tabanlı bir FSY tasarımı gerçekleştirilmiş ve elektromanyetik performansı artırılmıştır. Optimizasyon sonucunda, FSY'nin bant genişliği, yansıma ve soğurma değerleri açısından istenilen hedeflere ulaşıldığı görülmüştür. Geniş bant genişliği, yüksek soğurma kapasitesi ve dalga geliş açısından bağımsız performans, FSY'nin EMI koruma, RF filtreleme ve radar sistemleri gibi birçok uygulama alanında kullanılabileceğini göstermektedir. Bu tezde geliştirilen tasarım süreci, FSY tasarımlarına yönelik yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: The purpose of this thesis is to design a high-efficiency frequency selective surface (FSS) model using a ring-shaped geometry for applications such as electromagnetic interference (EMI) protection, radio frequency (RF) filtering, and frequency selective surface (FSS) systems. The design aims to achieve characteristics such as wide bandwidth, low reflection, high absorption capacity, and independence from the angle of incidence of electromagnetic waves. Method: During the design process, the design parameters of the ring-shaped FSS, such as unit cell size, dielectric layer thickness, conductive surface thickness, conductive surface radius, and conductive surface width, were examined to achieve an optimal design. The design and optimization were carried out using the CST Studio Suite 3D electromagnetic simulation software to improve electromagnetic performance. The frequency response, reflection, and absorption characteristics of the FSS were analyzed, and the parameter values that provide the best performance were determined. As a result of the design process, the ring-shaped FSS was produced using screen printing on textile materials with polyurethane-based paint. Findings: The performance parameters of the ring-shaped FSS designed as a result of the design studies can be summarized as follows: bandwidth: 1.75 GHz, maximum reflection frequency: 6.00 GHz, and maximum absorption value: -27.13 dB. These results demonstrate that the design has a highly efficient structure. The design exhibits a high absorption capacity for electromagnetic waves and a low reflection value. Additionally, it was determined that this FSS design shows a performance independent of the angle of incidence of incoming electromagnetic waves and exhibits the characteristics of a band-stop filter. This indicates that the FSS provides the same level of absorption for electromagnetic waves arriving from different angles. Results: In this thesis, a metamaterial-based FSS was designed and its electromagnetic performance was improved. As a result of optimization, it was observed that the FSS achieved the desired targets in terms of bandwidth, reflection, and absorption values. The wide bandwidth, high absorption capacity, and independence from the angle of incidence make this FSS suitable for use in various application areas, such as EMI protection, RF filtering, and radar systems. The design and optimization process presented in this thesis provides a new approach to the design of FSS.
Benzer Tezler
- Metamalzeme tabanlı çok amaçlı sensör uygulamaları
Metamaterail based multifunctionnal sensor applications
HATİCE ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OĞUZHAN AKGÖL
- Novel wireless RF-biomems implant sensors of metamaterials
Metamalzeme özgün kablosuz RF-biyomems implant sensörler
ROHAT MELİK
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Development of PCB and textile-based ultra-wideband metamaterial-based absorbers for 5G and mm-wave applications
5G ve mm dalga uygulamaları için PCB ve tekstil tabanlı ultra genişbant metamalzeme tabanlı soğurucuların geliştirilmesi
GÖKBERK AKARSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Ekonomi ÜniversitesiElektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. DIAA GADELMAVLA
- Machine learning based design of gap waveguides
Makine öğrenmesi tabanlı boşluk dalga kılavuzu tasarımı
UĞUR ALKAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAYÖREN
- Kendi gücünü sağlayan kablosuz iletişim sistemlerinde enerji toplayıp depolayan yeşil enerjiler için minyatürleştirilmiş mikrostrip devrelerin geliştirilmesinin sistematik bir yaklaşımı
A systematic approach of developing miniaturized microstrip circuitries for harvesting green energies in self-powered wireless communication systems
YASIR ISAM MOHAMMED AL ADHAMI
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ERGUN ERÇELEBİ