طراحی، شبیه‌‌سازی و ساخت جاذب امواج الکترومغناطیسی پهن‌‌باند با ابعاد بهینه مبتنی بر فراماده

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده برق، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه شهید ستاری، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد، دانشکده برق، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران، ایران

doi
چکیده

در این مقاله، یک جاذب فراماده پهن­باند با ساختاری ساده، ابعاد و ضخامت بهینه برای کاربردهای باند X پیشنهاد شده است. این ساختار با استفاده از سه حلقه دایروی شکافدار طراحی شده و با نرم‌افزار HFSS ابعاد آن بهینه­‌سازی شده است. سلول واحد جاذب پیشنهادی دارای ابعاد و ضخامت کم (ضخامت 066/0  در فرکانس مرکزی GHz  10) می­باشد. یک آرایه 24×24 عنصری از جاذب فراماده پیشنهادی با ابعاد 170×170 ساخته شده و مورد ارزیابی عملی قرار گرفت. مولفه‌های ساختاری فراماده حاصل شامل ضریب نفوذ مغناطیسی  و ضریب گذردهی الکتریکی  آن با روش نیکلسون- رز استخراج شده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی و اندازه­گیری عملی، نشان می­دهد که تقریباً در کل محدوده باند x (GHz 3/7 الی GHz 50/11)، ساختار دارای پهنای باند جذب بالای 90 درصد می­باشد. همچنین بررسی­ نتایج حاصله نشان می­دهد که تطابق بسیار خوبی بین پاسخ اندازه­گیری عملی و شبیه­سازی برقرار می­باشد. ساختار طراحی شده برای زوایای برخورد عمود و مایل موج الکترومغناطیسی، مورد آزمایش قرار گرفت که تا زاویه تابش 45 درجه، پهنای باند جذب ساختار تغییر محسوسی نمی­کند.