Efficient numerical analysis of periodic structures using the theory of characteristic modes
Periyodik yapıların karakteristik modlar teorisini kullanarak verimli nümerik analizi
- Tez No: 775085
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ewald yöntemi, Green fonksiyonu, Reaktif güçler, Sayısal hesaplama, Ewald method, Green function, Reactive powers, Numerical calculation
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karakteristik mod analizi, anten tasarımı ve analizinde popüler ve çok yönlü bir araç haline gelmiştir. Bu analiz, saçıcıların ışıma özellikleri hakkında faydalı bilgiler sağlamakta ve ışıma problemine fiziksel bir bakış açısı sunmaktadır. Dolayısıyla periyodik yapıların çözümünde de kullanılabilir. Bu çalışmada, periyodik yapıların modal analizini gerçekleştirmek için integral tabanlı bir simülasyon programı geliştirilmiştir. Bu tez birbiriyle ilişkili üç bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, karakteristik mod analizi periyodik birim hücre çözümüne genişletilmektedir. Bu analiz, yansıtmalı dizi probleminin analizine farklı bir bakış açısı getirmektedir. İkinci bölümde ilgili modun rezonans davranışı, birim hücre elemanı üzerinde sürekli yük dağılımı uygulanarak değiştirilir. Ancak böyle bir yüklemenin gerçekleştirilmesi zor olduğundan, halka tipi birim hücre elemanı üzerindeki yük dağılımını iki ayrı yüke indirgemek için bir yaklaşım geliştirilmiştir. Sonrasında ise halka tipi frekans seçici yüzey elemanının yansıma bandını istenen frekansa kaydıran reaktif yük değerlerinin önceden bulunmasını sağlayan yeni bir yöntem tanıtılmıştır. Böylece çözüm maliyetini arttıran optimizasyon tabanlı yöntemlere olan ihtiyaç giderilmiştir. Son bölümde ise karakteristik modların makro tabanlı fonksiyonlar olarak kullanıldığı sonlu dizi çözümü değerlendirilmiştir. Daha sonra karakteristik modlar kullanılarak farklı büyüklükteki elemanlar dizisi için çok seviyeli bir matris indirgeme yöntemi sunulmuştur. Bu tez çalışması, karakteristik modlar teorisini kullanarak büyük periyodik yapıların verimli ve özgün analizine öncülük etmektedir.
Özet (Çeviri)
The characteristic mode analysis has become a popular and versatile tool in antenna design and analysis. This analysis provides useful information about radiation characteristics of scatterers and offers physical insight into the radiation problem. Hence it can also be exploited in the solution of periodic structures. In this work, an integral based simulation program has been developed to perform the modal analysis of periodic structures. This dissertation consists of three interrelated parts. In the first part, the characteristic mode analysis is extended to the periodic unit cell solution. This analysis yields distinct perspective to the analysis of the reflectarray problem. In the second part, the resonance behavior of the mode of interest is modified by applying continuous load distribution over the unit cell element. However since such loading is hard to realize, an approach has been developed to reduce the load distribution on the ring-type unit cell element into two discrete loads. Subsequently, a novel method is introduced that allows to find the reactive load values in advance that shift the reflection band of the ring-type frequency selective surface element to desired frequency. Thus, the need for optimization-based methods that increase the solution cost has been eliminated. In the last part, the finite array solution is evaluated in which characteristic modes are used as macro basis functions. Afterwards, a multilevel matrix reduction method is presented for the array of differently sized elements using characteristic modes. This thesis work leads efficient and original analysis of large periodic structures using the theory of characteristic modes.
Benzer Tezler
- Analysis of wave propagation characteristics and design methods in two dimensional photonic bandgap structures
İki boyutlu fotonik bant durduran yapılarda dalga analizi ve tasarım yöntemleri
ONUR ERKAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN ŞİMŞEK
- The left hand of electromagnetism: Metamaterials
Elektromanyetiğin sol eli: Metamalzemeler
KAMİL BORATAY ALICI
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Calibration and optimization of rans turbulence models for various cases
Farklı problemler için rans türbülans modellerinin kalibrasyonu ve optimizasyonu
CEM TURUTOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Çok boyutlu kaotik sistemler ile şifreleme
Encryption with multi-dimensional chaotic systems
ASİYE YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT GÜZELİŞ
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY