Loading...

Extraction of Effective Bulk and Surface Parameters of Three Dimensional Artificial Media Using Bloch Modes

Sheikh Ansari, Abbas | 2018

1673 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 51595 (05)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Electrical Engineering
  6. Advisor(s): Rejaei, Behzad
  7. Abstract:
  8. Artificial periodic mediums such as metamaterials or photonic crystals have been intensively studied in recent years due to their unique characteristics and the ability to control their effective electromagnetic parameters. Developing accurate methods for the extraction of these parameters is highly desirable, given the potential application of artificial materials in optical and microwave devices. In this thesis a new method is presented for computing the effective bulk and surface parameters of three-dimensional artificial periodic materials. The effective, bulk permeability and permittivity tensors are shown to be directly related to the eigenvectors of the generalized transfer matrix of a unit later that correspond to propagating Bloch modes of structure. The effect of the non-propagating Bloch modes is manifested as surface impedance (or admittance) matrices. Scattering parameters for a slab of artificial material have been computed using full wave simulations to verify the result obtained from proposed model
  9. Keywords:
  10. Artificial Medias ; Periodic Artificial Media ; Homogenization ; Effective Electromagnetic Parameters ; Generalized Transfer Matrix ; Effective Parameters

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست تصاویر
  • مقدمه
    • مقدمه
    • انواع محیط های متناوب مصنوعی و کاربردهای آن ها
    • همگن سازی محیط های مصنوعی
    • ساختار پایان‌نامه
  • مرور روش‌های همگن‌سازی
    • مقدمه
    • میانگین‌گیری عددی
    • روش‌های میانگین‌گیری تحلیلی
      • روش‌های تحلیلی شبه ایستا برای استخراج پارامترهای مؤثر محیط
      • روش‌های تحلیلی دینامیک برای استخراج پارامترهای مؤثر محیط
      • پارامتر‌های الکترومغناطیسی غیر محلی
    • استخراج پارامترهای مؤثر محیط متناوب با استفاده از پارامترهای پراکندگی
      • یکتا نبودن پارامترهای استخراج شده
      • محیط متناوب سه بعدی
  • بیان مسأله‌ی مورد نظر و معرفی برخی از مفاهیم مورد نیاز
    • مقدمه
    • معرفی ساختار متناوب لایه‌ای سه بعدی
      • تفاوت ساختار متناوب دو بعدی و سه بعدی
    • قضیه‌ی فلوکه-بلوخ
      • بسط رایلی و کاربرد آن در ساختار لایه‌ای
    • ماتریس انتقال تعمیم یافته
      • ارتباط مقادیر ویژه و بردارهای ویژه‌ی ماتریس انتقال تعمیم یافته با مدهای ساختار و ثابت انتشار
      • مدهای انتشاری و غیر انتشاری در فرکانس‌های مختلف
      • تقارن‌های ساختار و اثرات آن بر ماتریس انتقال
    • ماتریس پراکندگی تعمیم یافته
    • نتایج و مثال‌های عددی
    • ماتریس انتقال و پراکندگی تعمیم یافته یک قطعه محدود از محیط مصنوعی
      • ماتریس انتقال تعمیم یافته برای یک قطعه از محیط مصنوعی متناوب که در یک محیط همگن قرار می‌گیرد
      • ماتریس پراکندگی برای یک قطعه محدود از محیط مصنوعی
      • محاسبه‌ی عناصر ماتریس پراکندگی خط اتصال
  • استخراج پارامتر‌های معادل حجمی بر حسب مد های بلوخ
    • مقدمه
    • استخراج پارامترهای مؤثر حجمی با استفاده از ماتریس پراکندگی
      • استخراج پارامتر های پراکندگی بر حسب بردارهای ویژه ماتریس انتقال تعمیم یافته
      • ماتریس پراکندگی یک قطعه از محیط همگن و مقایسه‌ی آن با ماتریس پراکندگی محیط مصنوعی برای استخراج پارامترهای مؤثر
    • استخراج پارامتر های مؤثر حجمی با استفاده از متوسط گیری
    • نتایج و مثال‌های عددی
      • مقایسه ی پارامترهای پراکندگی توسط نرم افزار شبیه ساز تمام موج با نتایج حاصل از پارامتر های مؤثر استخراج شده
  • بررسی آثار سطح
    • ماتریس‌های امپدانس سطح
    • نتایج عددی برای پارامترهای پراکندگی ساختار با در نظر گرفتن آثار سطح
  • نتیجه‌گیری‌ و بحث‌های تکمیلی
  • پیوست‌ها
  • انتشار موج در محیط همگن ناهمسانگرد و پراکندگی از این محیط
    • اثبات رابطه‌‌ی e33,e34
    • اثبات رابطه‌ی (4‏.‏41)
      • اثبات رابطه‌‌ی(4‏.‏42)
  • مراجع
...see more