Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 3

Meta-malzeme Yapılı Ayrık Halka Rezonatörün Performans İyileştirmesi için MOGA Algoritması Kullanılarak Üç Boyutlu Elektromanyetik Analizi ve Optimizasyonu

3D Electromagnetic Analysis and Optimization of Metamaterial Constructed by SRR Using the MOGA Algorithm for Performance Improvement

Sayfa
34–47
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Daha önce 11 GHz olan SRR negatif kırılma indisi kapasitesi performans iyileştirmesi ile 15.5 GHz'e çıkarılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Çalışma, meta-malzeme yapılı ayrık halka rezonatörün 3D elektromanyetik analizini ve optimizasyonunu sunar.
📊
Temel Bulgular & Veri:Çalışma frekansı aralığı yani performans özelliği 1 GHz'den 20 GHz'e kadar frekans aralığında analiz edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Daha önce 11 GHz olan SRR negatif kırılma indisi kapasitesi performans iyileştirmesi ile 15.5 GHz'e çıkarılmıştır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Rezonatör · Elektromanyetik · Optimizasyon

Özet

Çalışma, meta-malzeme yapılı ayrık halka rezonatörün 3D elektromanyetik analizini ve optimizasyonunu sunar. Analiz, elektromanyetik analiz koşulları altında, ana ve bağımlı elektromanyetik sınır koşulları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma frekansı aralığı yani performans özelliği 1 GHz'den 20 GHz'e kadar frekans aralığında analiz edilmiştir. Ayrık halkalı rezonatör tasarımı, gerçek kullanımına uygun olarak üçlü eş eksenler üzerinde analiz edilmiştir. Analizde yüzey akım yoğunluğu, elektrik alan şiddeti ve manyetik alan şiddeti değerleri incelenmiştir. Meta-malzeme yapılı ayrık halka rezonatörler birçok alanda kullanılmaktadır. Günümüzde 5G uygulamalarında ölçüm ve sensör veya anten olarak birçok uygulama alanına sahiptir. Yüksek frekanslarda uygun bir tasarım elde etmek için mikron seviyesinde tasarımlara ihtiyaç vardır. Yeni geliştirilmiş amaç fonksiyonları çalışmada sunulmuştur. Bu çalışmada, negatif kırılma indisi kapasitesine ulaşabilen 20 GHz'e kadar çok amaçlı genetik algoritma kullanılarak optimize edilmiş bir SRR tasarımı ile iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar, çalışmada geçirgenlik ve geçirgenlik arasındaki ilişki ile sunulmuştur. Ayrıca tasarımdan elde edilen sonuçlar incelendiğinde kablosuz uygulamalara uygun olduğu görülmektedir. Daha önce 11 GHz olan SRR negatif kırılma indisi kapasitesi performans iyileştirmesi ile 15.5 GHz'e çıkarılmıştır.

Abstract

The study presents 3D electromagnetic analysis and optimization of metamaterial constructed split ring resonator. The analysis was carried out under electromagnetic analysis conditions by using electromagnetic boundary conditions master and slave. The operating frequency range, in other words the performance characteristic, has been analysed from 1 GHz to 20 GHz. The split-ring resonator design has been analysed on triple co-axes in accordance with its actual use. Surface current density, electric field strength and magnetic field strength values were examined in the analysis. Metamaterial based split-ring resonators are used in many fields. Today, it has many applications as measurement and sensor or as antenna in 5G applications. In order to obtain a suitable design at high frequencies, micron-level designs are required. Newly developed objective functions are presented in the study. In this study, good results were obtained with an optimized SRR design by using multi-objective genetic algorithm in the range up to 20 GHz that can achieve negative refractive index capacity. These results are presented in the study with the relationship between permittivity and permeability. Furthermore, when the results obtained from the design are examined, it is seen that it is suitable for wireless applications. Performance improvement have been carried out SRR negative refractive index capacity which before has 11 GHz was increased to 15.5 GHz.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

TOPALOGLU, I. (2022). Meta-malzeme Yapılı Ayrık Halka Rezonatörün Performans İyileştirmesi için MOGA Algoritması Kullanılarak Üç Boyutlu Elektromanyetik Analizi ve Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 3, 34–47. https://ajindex.com/articles/494136

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (10)

  1. A. Dadgarpour, B. Zarghooni, B. S. Virdee, T. A. Denidni and A. A. Kishk, “Mutual Coupling Reduction in Dielectric Resonator Antennas Using Metasurface Shield for 60-GHz MIMO Systems,” in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 16, pp. 477-480, 2017
  2. C. Herrojo, F. Paredes, J. Mata-Contreras, S. Zuffanelli and F. Martín, “Multistate Multiresonator Spectral Signature Barcodes Implemented by Means of S-Shaped Split Ring Resonators (S-SRRs),” in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 65, no. 7, pp. 2341-2352, 2017
  3. P. Vélez, L. Su, K. Grenier, J. Mata-Contreras, D. Dubuc and F. Martín, “Microwave Microfluidic Sensor Based on a Microstrip Splitter/Combiner Configuration and Split Ring Resonators (SRRs) for Dielectric Characterization of Liquids,” in IEEE Sensors Journal, vol. 17, no. 20, pp. 6589-6598, 2017
  4. A. Ebrahimi, J. Scott and K. Ghorbani, “Differential Sensors Using Microstrip Lines Loaded With Two Split-Ring Resonators,” in IEEE Sensors Journal, vol. 18, no. 14, pp. 5786-5793, 2018
  5. M. Abdolrazzaghi and M. Daneshmand, “Exploiting Sensitivity Enhancement in Micro-wave Planar Sensors Using Intermodulation Products With Phase Noise Analysis,” in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 67, no. 12, pp. 4382-4395, 2020
  6. T. Haq, C. Ruan, S. Ullah and A. Kosar Fahad, “Dual Notch Microwave Sensors Based on Complementary Metamaterial Resonators,” in IEEE Access, vol. 7, pp. 153489-153498, 2019
  7. B. Camli, E. Kusakci, B. Lafci, S. Salman, H. Torun and A. D. Yalcinkaya, “Cost-Effective, Microstrip Antenna Driven Ring Resonator Microwave Biosensor for Biospecific Detection of Glucose,” in IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 23, no. 2, pp. 404-409, Art no. 6900706, 2017
  8. K. Xu et al., “Novel Microwave Sensors Based on Split Ring Resonators for Measuring Permittivity,” in IEEE Access, vol. 6, pp. 26111-26120, 2018
  9. J. Hinojosa, M. Rossi, A. Saura-Ródenas, A. Álvarez-Melcón and F. L. Martínez-Viviente, “Compact Bandstop Half-Mode Substrate Integrated Waveguide Filter Based on a Broadside-Coupled Open Split-Ring Resonator,” in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 66, no. 6, pp. 3001-3010, 2018
  10. W. Tang, G. Goussetis, N. J. G. Fonseca, H. Legay, E. Sáenz and P. de Maagt, “Coupled Split-Ring Resonator Circular Polarization Selective Surface,” in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, no. 9, pp. 4664-4675, 2017