Nulla törésmutatójú metaanyag lencse tervezése C sávú tölcsérantennához
Metaanyagnak nevezzük az olyan mesterségesen létrehozott hullámhossz alatti struktúrákat, melyek homogén anyagként viselkednek. A metaanyagok leírhatóak homogén elektromágneses anyagparaméterekkel. Különlegességük, hogy velük a természetben nem, illetve csak ritkán előforduló elektromágneses tulajdonságok is létrehozhatóak. Ilyen a negatív elektromos permittivitás, a negatív mágneses permeabilitás, illetve a nulla és a negatív törésmutató. Ezek az anyagjellemzők erősen frekvenciafüggőek, azonban a létező analitikus modellek és a manapság elérhető elektromágneses térszámító programok segítségével ez a frekvenciafüggés geometria módosításával beállítható.
A nulla törésmutatójú metaanyagból az elektromágneses hullámok mindig a határfelületre merőleges irányban lépnek ki. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a sík felületű metaanyag lencsék létrehozását, melyekkel az antennák nyeresége növelhető. A klasszikus lencsékhez viszonyítva a metaanyag lencsék előnye, hogy vastagságuk a hullámhossznál kisebb is lehet, illetve az, hogy egyszerűen, a nyomtatott huzalozású lemez technológiával elkészíthetőek.
A dolgozatban egy C sávú tölcsérantennához készült metaanyag lencse tervezését mutatom be. A dolgozatban leírom a kiválasztott fishnet típusú metaanyag tulajdonságait. Bemutatom a megtervezett elemi cella anyagtulajdonságait, melynek geometriai paramétereit a lencse tervezésekor kiindulási értékeknek vettem. Ismertetem azt az antenna, illetve lencse elrendezést, melyet optimalizálva megkaptam a végleges lencseparamétereket, és elemzem, hogy az optimalizált lencse hogyan módosítja az eredeti antennajellemzőket.
szerző
-
Farkas Pál
villamosmérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Szabó Zsolt
Docens, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
