بررسی بازتاب هم فاز و حذف امواج سطحی در ساختار های تناوبی مسطح

رفتار میدان الکترومغناطیسی در یک محیط، توسط معادلات ماکسول و شرایط مرزی تعیین می شود. بنابراین با ایجاد شرایط مرزی مناسب می توان رفتار میدان را کنترل نمود. پرکاربردترین شرط مرزی، شرط رسانای الکتریکی کامل (pec) است که در فرکانس های مایکروویو، می توان از رساناهای خوب برای ایجاد آن استفاده کرد. شرط مرزی مفید دیگر، شرط رسانای مغناطیسی کامل (pmc) است. هر چند رسانای مغناطیسی وجود ندارد ولی رسانای مغناطیسی مصنوعی (amc) می تواند فرکانس های معینی رفتار pmc از خود نشان دهد. با استفاده از ساختارهای تناوبی مسطح می توان یک amc را پیاده سازی نمود و همچنین این سطوح را می توان به گونه ای طراحی نمود که امواج سطحی را هدایت نکنند. از سطوح amc برای بهبود تطبیق امپدانس ورودی، بهبود پترن تشعشی، کاهش تشعشع در پشت آنتن و افزایش بهره در آنتن های کوچک استفاده شده است. از amc برای پیاده سازی موجبر شبه tem و ساخت پوشش هایی برای کاهش سطح مقطع راداری اجسام نیز استفاده شده است. متاسفانه یک ساختار amc تنها در بازه ی فرکانسی باریکی (پهنای باند amc) مانند pmc رفتار می کند. به همین دلیل تلاش های بسیاری برای افزایش پهنای باند amc انجام شده است. اگر یک سطح amc در باند بازتاب هم فاز خود امواج سطحی را نیز حذف کند، می تواند بسیار مفید باشد. به همین علت تلاش هایی برای یافتن ارتباط بین باند بازتابش هم فاز و باند توقف امواج سطحی نیز انجام شده است. در این پایان نامه ابتدا ویژگی های اساسی بازتابش از سطوح amc نشان داده می شوند. سپس بر اساس این ویژگی ها، یک «حد بالا» برای پهنای باند amc پیشنهاد می شود و درستی آن برای ساختارهای مختلف بررسی می شود. این حد بالا پیش بینی خوبی از حداکثر پهنای باند قابل دست یابی را به دست می دهد. در ادامه اثر پارامترهای ساختاری amc بر فرکانس بازتاب هم فاز آن نیز به صورت کیفی و توسط یک مدل عمومی مورد بررسی قرار می گیرد. برای یافتن ارتباط بین فاز بازتابش و باند توقف امواج سطحی، ابتدا سطح amc با یک امپدانس سطحی مناسب جایگزین می شود. سپس با توجه به روابط حاکم بر بازتابش و هدایت امواج سطحی، برای یک امپدانس سطحی معین، ارتباط بین فاز بازتابش و باند توقف امواج سطحی تبیین می گردد. همچنین روشی برای به دست آوردن معادله ی پاشندگی امواج سطحی از روی اطلاعات بازتابش تشریح خواهد شد.