Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Bakhtafrouz,Zaker hossein Firoozeh
احمد بخت افروز (استاد مشاور) ذاکرحسین فیروزه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Athar Azari
اطهر آذری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392

TITLE

Analysis of Finite sources in the Vicinity of Periodic Surfaces using Homogenized Green's Function
In this paper Hertzian vector potential Green's function as well as the electric scalar potential Green's function is calculated for metfilm located on two half-spaces interface to use in the mixed potential integral equation. However, in practical applications, metafilm is located on a finite thickness dielectric layer such as dielectric slab. This practical problem is solved by replacing all the parts beneath the periodic array, with an effective homogenous half-space. Therefore the finite thickness dielectric slab problem changes into the half-space problem. When metafilm is located at two different materials interface, the induced bound charges in the dielectric result in different surface susceptibility densities. This paper attempts to derive analytical formulae to calculate the surface susceptibility densities. To this aim, the interaction constant between dipole elements which are arranged in a rectangular periodic array and embedded at two materials interface are calculated. Furthermore, the retrieval formulae are presented to obtain the susceptibility parameters of metafilms constructed by arbitrary shaped elements. Two metafilms are considered as examples to verify the formulation. The results show good agreements with numerical method ASM-MoM and commercial numerical software FEKO.
در این رساله تابع گرین پتانسیل برداری مغناطیسی هرتز برای فراپوسته واقع بر روی مرز دو نیم‌فضا محاسبه و سپس با استفاده از آن و به کمک پیمانه لورنتس توابع گرین پتانسیل الکتریکی نرده‌ای طولی و عرضی برای استفاده در معادله انتگرالی MPIE بدست آمده است. دایاد میدان الکتریکی ناشی از تابش عنصر دوقطبی به فراپوسته واقع در مرز دو نیم‌فضا در حوزه طیف عدد موج با استفاده از پتانسیل برداری مغناطیسی محاسبه شده و این دایادها برای محاسبه میدان‌های ناشی از تحریک دوقطبی الکتریکی عمودی و افقی در مجاورت فراپوسته واقع در فضای آزاد و همچنین فراپوسته واقع در مرز دو نیم‌فضا مورد استفاده قرار گرفته است. پارامتر مهم در این روش همگن‌سازی، چگالی قطبیدگی سطحی فراپوسته است. هنگامی‌که فراپوسته در مرز بین دو ماده قرار گرفته باشد بارهای مقید واقع در عایق که توسط میدان اعمالی خارجی قطبیده شده‌اند، سبب تغییر در دامنه دوقطبی‌های القایی بر روی پراکنده‌سازها می‌شود. در نتیجه محاسبه صحیح چگالی قطبیدگی سطحی الکتریکی و مغناطیسی به منظور محاسبه صحیح میدان‌ها در این شرایط نیز ضروری است. بنابراین ابتدا با استفاده از میدان‌های الکتریکی ایستای ناشی از یک دوقطبی الکتریکی افقی و یک دوقطبی الکتریکی عمودی که در مرز بین دو عایق متفاوت قرار گرفته‌اند، ثابت برهم‌کنش بین عناصر آرایه دوقطبی‌های واقع در مرز بین دو عایق محاسبه شده و سپس با جایگذاری این ثابت برهم‌کنش در رابطه لورنتس، چگالی قطبیدگی سطحی الکتریکی بدست آمده است. به‌طور متناظر با کمک روش دوگانی چگالی قطبیدگی سطحی مغناطیسی نیز محاسبه شده است. این چگالی قطبیدگی سطحی برای آرایه‌های با دوره تناوب متفاوت در دو جهت x و y (آرایه با تناوب مستطیلی) نیز معتبر است. همچنین برای پراکنده‌سازهایی که فراسنج‌های قطبش‌پذیری آن‌ها بصورت تحلیلی معلوم نیست، فرمول‌بندی روش بازیابی نیز محاسبه شده است. نتایج شبیه‌سازی برای سه نمونه فراپوسته با عنصر ساختاری وصله مربعی، وصله دایره‌ای و وصله صلیبی اورشلیمی که بر روی نیم‌فضای عایقی قرار گرفته‌اند با نتایج روش تمام موج ASM-MoM و نرم‌افزار شبیه‌سازی تمام موج FEKO تطبیق خوبی نشان می‌دهد. همچنین مقایسه زمان شبیه‌سازی و میزان RAM مورد نیاز در محاسبه میدان‌ها با روش این رساله و دو روش تمام موج ASM-MoM و نرم‌افزار FEKO کارآمدی روش پیشنهادی را بخوبی نشان می‌دهد. از آنجایی‌که در عمل معمولا فراپوسته بر روی تخته عایقی با ضخامت محدود قرار می‌گیرد، نیاز به محاسبه میدان‌ها در این شرایط وجود دارد. در ادامه ابتدا تخته عایقی و نیم‌فضای زیر آن توسط نظریه خط انتقال با یک نیم‌فضای همگن با گذردهی نسبی موثر مدل شده و جایگزین شده است. بنابراین توابع گرین بدست آمده برای نیم‌فضا در این حالت نیز قابل استفاده خواهند بود. به این معنا که کافیست گذردهی نسبی نیم‌فضای پایین برابر با گذردهی نسبی موثر محاسبه شده، قرار داده شود. نتایج شبیه‌سازی برای تخته‌های عایقی با ضخامت مختلف تطبیق خوبی با نتایج تمام موج نشان می‌دهد. در آخر نتایج شبیه‌سازی آرایه واقع بر روی نیم‌فضا و تخته عایقی تلفاتی با دو مقدار رسانندگی مختلف نشان داده است که این روش می‌تواند بخوبی میدان‌های ناشی از تحریک فراپوسته واقع بر روی عایق تلفاتی را نیز مدل کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی