ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم مرشح ميكروي عالي الانتقائية باستخدام التوزع التجزيئي لشرائح المواد سالبة معامل الانكسار ضمن دليل الموجة

Design high selective microwave filter using fractal distribution of meta-materials in wave guide

1104   1   11   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

ركزت الأبحاث في السنوات القليلة الماضية على مواد صنعية مؤلفة من بنى تكرارية تعطي خصائص مغناطيسية غير موجودة في الطبيعة فعند تفاعلها مع الأمواج الكهرومغناطيسية تعطي معاملي سماحية كهربائية و نفوذية مغناطيسية سالبين. سميت بالمواد سالبة السماحية الكهربائية و النفاذية المغناطيسية (Meta-materials MMs) أو مواد ذات قاعدة اليد اليسرى و درست هذه المواد في مجال الاتصالات المكروية و الضوئية حيث استخدمت في عدة تطبيقات أهمها المرشحات و الهوائيات و الألياف الضوئية و قد تم دراسة التوضع التجزيئي لهذه المواد ضمن الفراغ الحر و تم تحليل كلا من معاملي الارسال و الانعكاس الناتجين عن سلوكها الجديد و الوصول إلى تصميم مرشح ميكروي. يقترح هذا البحث تحليل خواص كلا من معاملي الإرسال و الإنعكاس الناتجين عن التوضع التجزيئي للـشرائح MMs ضمن دليل الموجة و دراسة تأثير تغيير بارامترات الشكل التجزيئي على خصائص الإرسال لدليل الموجة ثم تطبيقه في مجال تصميم مرشح عالي الانتقائية.


ملخص البحث
يتناول البحث دراسة وتحليل خصائص الانعكاس والإرسال للمواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة (MMs) عند توزيعها بشكل تجزيئي داخل دليل الموجة. يتم التركيز على تطوير العلاقات الرياضية الخاصة بالتوزيع الفراكتالي لشرائح المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية الموجبة (RHM) للوصول إلى العلاقات الرياضية الخاصة بالتوزيع الفراكتالي لشرائح المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة (LHM) داخل دليل الموجة. يهدف البحث إلى تصميم مرشح ميكروي عالي الانتقائية باستخدام هذه المواد. تم استخدام شريط كانتور كنموذج تجزيئي لدراسة تأثير تغيير بارامترات الشكل التجزيئي على خصائص الإرسال لدليل الموجة. النتائج أظهرت أن استخدام المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة يمكن أن يؤدي إلى تصميم مرشحات ميكروية ذات حزم تمرير ضيقة وعالية الانتقائية، مما يساهم في تحسين أداء أنظمة الاتصالات الميكروية والضوئية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد هذا البحث خطوة مهمة في مجال تصميم المرشحات الميكروية باستخدام المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة لتحسين البحث. أولاً، كان من الممكن تقديم المزيد من التفاصيل حول كيفية تصنيع المواد المستخدمة في التجارب، مما يسهل على الباحثين الآخرين تكرار الدراسة. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة على أداء المرشحات المصممة. أخيراً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل تطبيقات عملية محددة للمرشحات المصممة في أنظمة الاتصالات الحالية، مما يعزز من القيمة العملية للبحث.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة؟

    هي مواد صنعية تمتلك خصائص كهرومغناطيسية غير موجودة في الطبيعة، تتميز بمعامل سماحية كهربائية ونفوذية مغناطيسية سالبين، مما يجعلها تعكس وتكسر الأمواج الكهرومغناطيسية بطرق غير تقليدية.

  2. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي هو تصميم مرشح ميكروي عالي الانتقائية باستخدام التوزيع التجزيئي لشرائح المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة داخل دليل الموجة.

  3. ما هو شريط كانتور وكيف تم استخدامه في البحث؟

    شريط كانتور هو نموذج تجزيئي يتميز بتوزيع ذاتي التشابه. تم استخدامه في البحث لدراسة تأثير تغيير بارامترات الشكل التجزيئي على خصائص الإرسال لدليل الموجة.

  4. ما هي النتائج الرئيسية التي توصل إليها البحث؟

    النتائج أظهرت أن استخدام المواد ذات السماحية الكهربائية والنفوذية المغناطيسية السالبة يمكن أن يؤدي إلى تصميم مرشحات ميكروية ذات حزم تمرير ضيقة وعالية الانتقائية، مما يساهم في تحسين أداء أنظمة الاتصالات الميكروية والضوئية.


المراجع المستخدمة
HOSSAIN,M ,FARUQUE,M.R.I,." A New Wide-Band Double-NegativeMetamaterial for C- and S-Band Applications". MaterialsSwitzerland, Materials 8, 2015,pp.57-71
QIONG,H;LIN,S,S;YONG,S,Z."Manipulatingelectromagneticwaveswithmetamaterials Concept and microwaverealization".China phys Vol .23,Num.4,2014,pp.1-12
Saleh,A,S; Raveu,N." Transmission Peakat Lo Frequencies by a Fractal Distribution of MetamaterialsLayers in Free Space". Microwave and Optical technologyletters (MWOPL)France. vol.49, no.1, 2007,pp. 105-109
قيم البحث

اقرأ أيضاً

اهتمت الأبحاث في السنوات الأخيرة بتفاعل الأمواج الكهرومغناطيسية مع التراكيب المصنعة ذات معامل السماحية الكهربائية (ε) و النفاذية المغناطيسية (μ) السالبين, تدعى هذه التراكيب بما وراء المادة (Metamaterial). تصمم هذه التراكيب بحيث تعطي خصائص كهرومغناطي سية لا تعطيها المواد الطبيعية المعروفة, أي أنها تكتسب خصائصها الكهرومغناطيسية من خلال تركيبها, و ليس من خلال المواد المكونة لها, و هي تمتلك خواص جديدة تحدد آلية مختلفة لانتشار الأمواج الكهرومغناطيسية خلالها. درست هذه المواد بشكل نظري, و صنعت من أجل العديد من التطبيقات و خاصة في المجال الميكروي و الضوئي. يعتمد هذا البحث على هذه المواد, و يوضحها و يحلل الخواص الكهرومغناطيسية الناتجة عن توضع أعمدة من هذه الشرائح سالبة معامل السماحية الكهربائية (ε) و النفاذية المغناطيسية (μ) (MMs) بشكل تجزيئي ضمن وسط مكون من مواد طبيعية. و يقارن العمل هذه الخواص مع الخواص الكهرومغناطيسية الناتجة عن توضع أعمدة من المواد الطبيعية بشكل تجزيئي أيضا, و يتم استخدام المحاكي (HFSS High Frequency Structure Simulator) الذي يعتمد طريقة العنصر المنتهي في حساب كل من معامل الإرسال و الاستقبال لهذه التراكيب.
نعمل في هذا البحث على استخدام الدارة المكافئة في نمذجة اسطوانة معدنية ذات مقطع دائري ضمن دليل موجة مستطيل للحصول على مرشحات يمكن معايرتها و تعمل في مجال الأمواج الميكروية. سنستخدم جسم المعايرة لمعايرة تردد الطنين ضمن دليل موجة مستطيل. نعتمد على إد خال جسم معدني للمعايرة في جوف طنيني مستطيل مقرون تحريضياً من خلال فتحات سميكة. نستخدم بيئة الماتلاب من أجل إظهار معاملات الانتقال و الانعكاس للمرشحات المقترحة.
أخذت مرشحات الحزم الضوئية المحجوبة (Photonic Band Gap (PBG أهمية بالغة في الوقت المعاصر. نقدم هنا نوعين من مرشحات الحزمة المحجوبة PBG من خلال شبكتين مطبوعتين على طبقة القاعدة. تكون ميزات الحزمة الممنوعة تابعة لعدد العناصر و الشبكات المطبوعة. استخ دمنا الطريقة التكرارية التصميمية للأمواج السريعة (Fast Wave Concept Iterative Process (FWCIP في نمذجة هذين المرشحين.
تم الحصول على أدوات جديدة لمنع و تمرير حزمة من الترددات, من خلال تقنية ثنائية الأبعاد لمحزم الضوئية المحجوبة (Photonic Band Gap (PBG, في بنية القاعدة لمخط الشريطي الميكرويMicrostrip. شريط معدني رقيق يتوضع فوق مجموعة من الثقوب المعدنية المتوضعة دوريا ً في طبقة القاعدة, و ضمن علبة معدنية لمنع و تمرير حزم من الترددات الميكروية. نعتمد في التحليل على التنضيد بين طريقة العناصر الحدية (Boundary Element Method (BEM, و بين الطريقة التكرارية التصميمية للأمواج السريعة (Fast Wave Concept Iterative Process (FWCIP, و ذلك من أجل معرفة ميزات و خواص هذه البنية.
في هذا البحث تم تصميم مرشح شرائحي ثلاثي الحزم الترددية BPF يعمل عند التردد 5.2GHz ،3.32GHz ،2.37GHz الواقعة ضمن مجال تطبيقات أنظمة WiMAX و WLAN باستخدام رنانات متدرجة الممانعة ثلاثية المقاطع (TSSIRs) مع مقطع عرضي مفتوح و خط تغذية من الدرجة صف ر. حيث تم التحكم بحزم التمرير من خلال تغيير نسب الممانعة للرنانة متدرجة الممانعة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا