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

در این مقاله، یک جاذب فراماده پهن باند 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 بهینه ‌سازی شده است. سلول واحد جاذب پیشنهادی دارای ابعاد و ضخامت کم (ضخامت 0.066  در فرکانس مرکزی ghz  10) می باشد. 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 شبیه سازی و اندازه گیری عملی، نشان می دهد که تقریباً در کل محدوده باند x (ghz 7.3 الی ghz 11.50)، ساختار دارای پهنای باند جذب بالای 90 درصد می باشد. همچنین بررسی نتایج حاصله نشان می دهد که تطابق بسیار خوبی بین پاسخ اندازه گیری عملی و شبیه سازی برقرار می باشد. 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 نمی کند.

Design, Simulation and Fabrication of UltraWideBand Electromagnetic Waves Absorber with Optimal Dimensions Based on Metamaterial

In this paper, an ultrawideband Metamaterial Absorber with simple structure and optimum dimensions and thickness is proposed for Xband applications. This structure design with using three split circular rings and its dimensions optimized with HFSS. The unit cell of the proposed absorber has low dimensions and thickness (thickness 0.066λ_0 at 10 GHz central frequency). An array of 24 × 24 elements of the proposed metamaterial absorber with dimensions of  〖170×170 mm〗^2 was constructed and evaluated in practice. The structural parameters of resultant Metamaterial including permeability (μ) and permittivity (ε) are extracted by using Nicolson Rose method. The results of simulation and practical measurement, show that, almost in total Xband rang (of 7.3 GHz to 11.5 GHz), the structure of the absorption bandwidth is 90%. Also, the studing of the results shows that, there is a good agreement between the acting measurement and simulation. The designed structure was also tested for the angles of perpendicular and obliquely incident electromagnetic wave, that, up to 45 degrees, absorption bandwidth did not change much.