وبلاگ

:
متامتریال ها عموما تركیبی از هادیها كه روی دی الكتریك چاپ می شوند، می باشند. پارامترهای پراكندگی این مواد در یك موجبر با خصوصیات معادل پلاسما یا ساختار تشدید آنالیز و مقایسه می شوند. متامتریال ها مواد مصنوعی هستند كه با استفاده از ایجاد برخی خصوصیات ویژه در مواد معمولی بوجود آمده و خصوصیات الكترو مغناطیسی آنها كمی متفاوت با مواد معمولی می باشد. این مواد همچنین بعنوان ساختارهای الكترومغناطیسی همگن مصنوعی با خصوصیات غیر عادی كه به سهولت در طبیعت یافت نمی شوند نیز شناخته می شوند. خصوصیت جالب توجه متامتریال ها اینست كه ضریب شكستشان می تواند منفی یا نزدیك به صفر شود. طبق قوانین الكترو مغناطیسی اگر ضریب شكست ماده ای نزدیك به صفر شود، پدیده فوق شكست رخ داده و امواج بازتابشی به جهت بردار نرمال سطح نزدیك شده و باعث متمركز شدن میدانها شده و خصوصیات تشعشعی بطور موثری بهبود می یابد. بدین منظور ماده متامتریال با ضریب شكست نزدیك به صفر در فركانس مورد نظر به صورت لایه فوقانی در بالای صفحه تشعشعی آنتن قرار گرفته و تاثیر آن در بهره آنتن بررسی خواهد شد.
فصل اول
کلیات
1-1) هدف

پس از معرفی مواد متامتریال و بررسی خصوصیات این مواد، می خواهیم تاثیر استفاده از این مواد را در سیستم های تشعشعی بررسی كنیم. این مواد دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشند كه بواسطه این خصایص می توان راندمان سیستم های تشعشعی را بطور موثری بهبود بخشید. مهمترین ویژگی این مواد اینست كه ضرایب نفوذ پذیری الكتریكی و مغناطیسی شان در برخی از فركانس ها صفر یا كوچكتر از صفر شده و در نتیجه ضریب شكست نیز دچار تغییر می شود. طبق قوانین الكترو مغناطیسی اگر ضریب شكست ماده ای نزدیك به صفر باشد، جهت موج خروجی از سطح به جهت بردار نرمال نزدیك شده (پدیده فوق شكست) و در نتیجه منجر به متراكم شدن میدان

 های الكترو مغناطیسی شده و دایركتیویتی و گین آنتن افزایش می یابد. ویژگی دیگر این مواد اینست كه به علت پشتیبانی از امواج وارونه، منجر به چند بانده شدن آنتن می شوند، یعنی آنتن در چند باند فركانسی مختلف عملكرد تقریبا یكسانی خواهد داشت. در این سمینار تاثیر استفاده از این مواد در آنتن ها، بررسی خواهد شد.

2-1) پیشینه تحقیق
اولین مطالعه تئوری متامتریال ها توسط veselago در سال 1960 انجام گرفت، اواثر انتشار موج تخت را روی زیر لایه فرضی كه با خصوصیات نفوذ پذیری مغناطیسی و نفوذ پذیری الكتریكی منفی شبیه سازی شده بود، بررسی كرد. وی متوجه شد كه بردار سمت یك موج تخت با سمت سرعت فاز آن موج موازی نمی باشد كه بر خلاف قاعده مرسوم انتشار موج تخت در محیط های معمولی می باشد. در سال 1996 Pendry نشان داد كه محیط متشكل از رشته های فلزی نازك كه بصورت متناوب هستند، وقتیكه ساختار شبكه و قطر رشته در مقیاس با طول موج، كوچك باشند، بعنوان یك ماده همگن با فركانس پلاسمای خاصی رفتار می كند. تحقیقات وی بیانگر این مطلب بود كه، حلقه های مشدد شکافته (SRR) می توانند روی ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی منفی موثر، در فركانسهای خاصی تاثیر بگذارند. در سال 2000 میلادی، Smith برای اولین بار به صورت عملی روی متامتریال های چپ گرد متمركز شده وضریب شكست منفی را نشان داد.