بخشی از مقاله
چکیده
ما یک جاذب متامتریال تنظیم پذیر را با به کارگیری دیود ورکتور در فرکانس مایکروویو طراحی وشبیه سازی کردیم.ساختار پهن باند بوده و جذب تقریبا کاملی از خود به نمایش گذاشته. با تغییر ولتاژ بایاس معکوس دیود ورکتور، فرکانس جذب در ساختار طراحی شده می تواند کنترل شود. ساختار پیشنهادی پهن باند بوده و دارای پهنای باند فرکانسی 2,58گیگا هرتز می باشد.
مقدمه
در گذشته متامتریال ها به دلیل کاربردهای بالقوه ای که دارند از جمله: ساخت آنتن ها - , - f.Qureshi et al 2005 لنزها - J.B.Pendry 2000 - ، پنهان سازی - al 2006 - ، ضریب شکست منفی - J.B.Pendry et al 1996 - و بسیاری کاربردهای دیگر مورد توجه زیادی قرار گرفتند . اخیرا جاذب های متامتریال توجه بیشتر محققان را به خود جلب کرده اند. در سال 2008 لندی و همکارانش - N.I Landy et al, 2008 - برای اولین بار مفهوم جاذب متامتریال کامل که متشکل شده از مواد مرکب مصنوعی زیر طول موج را با سایز کوچک وجذب کامل ارائه دادند.به تازگی جاذب متامتریال در محدوده مایکروویو ،تراهرتز، مادون قرمز و نور مرئی ارائه شده است. - H.Li.
دو بانده کردن و چند بانده کردن جاذبهای متامتریال در تشدید کننده های الکتریکی مختلف محقق شد - X.Huang et al, 2013 - .جاذبهای متامتریال پهن باند مورد مطالعه قرار گرفته و در اشکال مختلف طراحی و شبیه سازی شده اند . - Y.Cui.J et al, 2011 - با این وجود در فرایند ساخت جاذب های متامتریال یک نقص عمده وجود دارد که بعد از فرایند ساخت عملکرد جذب در آنها نمی تواند تغییر کند و تنها در همان تک فرکانس ساخته شده کار می کنند و محدوده فرکانسی آنها قابل تغییر نیست برای رفع این مشکل از دیود ورکتور استفاده کرده ایم .
عملکرد جذب در جاذب می تواند با خاموش یا روشن شدن دیود تنظیم شود. ژائو و همکارانش - J.Zhao et al, - 2013 - , - جاذب متامتریال تنظبم پذیر با دیود ورکتور را پیشنهاد کردند در مقاله ای دیگر بر روی نوع دیگری از تشدید کننده های متامتریال با استفاده از دیود ورکتور کارکردند . . - B.Ma et al, 2016 - در این مقاله ما سعی داریم ساختار دیگری راکه قبلا توسط محققین - Wang Guo -Dong et al, 2014 - بر روی عمکردجذب آن کار شده پهن باند و با استفاده از دیود ورکتور تنظیم پذیر کنیم.
طراحی ساختار
ساختار مورد طراحی دو لایه است، لایه بالایی تشکیل شده از جاذب متامتریال به صورت رزوناتورهای حلقوی شکافدار - - SRR با هندسه اصلی مربعی شکل و جنس مس با رسانایی الکتریکی5,8×10-7 است و بر روی یک زیر لایه از جنس FR4 با ضریب گذردهیr =4.3 ،تانژانت تلفات =0.025 tan و ابعاد 5.8×5.8×1.6 میلی متر استوار است. و در قسمت پایین یک ورق مسی به عنوان صفحه زمین استفاده شده که توسط لایه سابستریت از لایه بالایی جدا شده است. .ابعاد سلول واحد به صورت زیر است: همه واحدها بر حسب میلیمتر هستند .ساختار در دو جهت x و y a=5.8 , b= 5.4 , t=1.6 , g1=0.3 , g2=0.9 تکرارشونده است .
شبیه سازی و تجزیه و تحلیل
در این شبیه سازی از دیود ورکتور مدل SMV2020 استفاده کردیم یک دیود سیلیکونی هایپرجانکشن که به دیود ورکتور متصل است مقاومت ثابت اما ظرفیت دیود قابل تغییر است. و ما به کمک تغییرات در ظرفیت دیود میتوانیم به تنظیم پذیری که ایده آل ما در این مقاله است برسیم.رنج ظرفیت دیود از0,466 تا 2,350PF است .از خصوصیات جالب توجه این دیود تنظیم پذیری ولتاژ کم،سرعت بالا و هندسه کوچک آن است که این دیود را برای این طراحی مناسب کرده است.
مدل مداری دیود در شکل - 2 - قابل مشاهده است .پارامترهای RS و LS به ترتیب مقاومت و سلف، CP ظرفیت و یک دیود ورکتور .در این مدل RS ، LS وCP طبق جدول 1ثابتند و تنها از طریق تغییر مقدار ولتاژ بایاس معکوس دیود ورکتور میتوان این دیود را تنظیم کرد. با توجه به ثابت بودن مقادیر ذکر شده دیود در طراحی این ساختار به صورت یک مدار سری RCL در نظر گرفته شده که تنها مدار C قابل تغییر است.
