نوع مقاله : پژوهشی

نویسنده

• محمدمهدی صادقی

Jahrom university

چکیده

چکیده

فرامواد لایه‌ای زیرِ حدِ طول‌موج یکی از متداول‌ترین بسترها برای مهندسی پاسخ الکترومغناطیسی مؤثر به شمار می‌آیند. در این ساختارها، با تنظیم کسر پرشدگی، می‌توان گذردهی مؤثر در راستاهای موازی و عمود بر لایه‌ها را کنترل کرد و از این طریق ضریب شکست و امپدانس محیط را تنظیم نمود. روابط کلاسیک محیط مؤثر برای چنین سامانه‌هایی در منابع متعدد ارائه شده‌اند؛ با این حال، رفتار مشتقی این روابط و میزان حساسیت پارامترهای مؤثر نسبت به تغییرات کوچک کسر پرشدگی کمتر به‌صورت صریح و کمّی تحلیل شده است. از آنجا که در فرآیند ساخت عملی، تغییرات ناگزیر در ضخامت لایه‌ها مستقیماً به تغییر در کسر پرشدگی منجر می‌شود، پایداری پاسخ مؤثر به نحوه وابستگی آن به این پارامتر بستگی دارد. در این مقاله، با استفاده از مدل محیط مؤثر در رژیم زیرِ حدِ طول‌موج، مشتقات تحلیلی گذردهی مؤثر نسبت به کسر پرشدگی استخراج می‌شود و این نتایج به حساسیت ضریب شکست و امپدانس تعمیم داده می‌شود. تحلیل انجام‌شده نشان می‌دهد که در برخی نواحی پارامتری، به‌ویژه در همسایگی شرایط گذردهی نزدیک صفر، پاسخ مؤثر می‌تواند نسبت به تغییرات کوچک کسر پرشدگی بسیار حساس شود.. نوآوری این کار در ارائه یک صورت‌بندی تحلیلی کمّی برای برآورد دامنه تغییر مجاز کسر پرشدگی بر اساس اختلاف گذردهی مواد سازنده است، به‌گونه‌ای که امکان پیش‌بینی پایداری طراحی بدون اتکا به بهینه‌سازی عددی فراهم می‌شود. چارچوب ارائه‌شده می‌تواند به‌عنوان ابزاری تحلیلی برای انتخاب بازه‌های مناسب کسر پرشدگی و اختلاف گذردهی مواد در طراحی فرامواد لایه‌ای مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• فرامواد لایه‌ای
• محیط مؤثر
• کسر پرشدگی
• ناهمسانگردی
• گذردهی نزدیک صفر