Analysis of thin triangular conducting elements printed on planar dielectric slabs

Abstract

Bu çalışmada düzlemsel dielektrik levha üzerine periyodik olarak yerleştirilmiş ince üçgen şeklindeki iletken elemanların levhaya dik gelen TM ve TE düzlem dalgaları için saçılma özellikleri incelenmiştir. Bu tür yüzeyler Frekans Seçici Yüzey (FSY) olarak adlandırılırlar ve bant geçirici ya da durdurucu filtre özelliği gösterirler.Frekans Seçici Yüzey (FSY) üzerindeki iletken elemanlar periyodik olarak yerleştirildiklerinden dolayı, oluşan tüm alanlar ve akımlar Floquet şartlarını sağlamalıdır. Bu sebeple, dielektrik levha üzerine yerleştirilen iletken elemanların üzerinde indüklenen akımlar için Floquet Teoremi kullanılarak bir integral denklemi elde edilir. Daha sonra buradaki akımlar, sınırlı sayıdaki bilinmeyen katsayılı temel üçgen fonksiyonlarının toplamı olarak ifade edilirler. Elde edilen integral denklemi, iletim ve yansıma katsayılarının hesaplanmasında kullanılacak olan bilinmeyen akım katsayılarının bulunması için Moment Metodu aracılığıyla çözülür.Havada asılı ve dielektrik levha üzerine yerleştirilmiş üçgen şekilli FSY elemanları için bulunan iletim ve yansıma katsayılarının frekansa göre grafikleri çizilmiş olup yansıma katsayısının frekansa göre değişimi, gelme açısı, levha kalınlığı, iletken elemanın uzunluğu gibi farklı parametre değerleri için de ayrıca gösterilmiştir.Sonuç olarak, önceki çalışmalarda da olduğu gibi üçgen şekilli FSY'lerin de bant durdurucu özelliği olduğu gözlemlenmiş ve benzerlikler ifade edilmiştir.Anahtar kelimeler: Üçgen Yapılı İletken Elemanlar, Frekans Seçici Yüzeyler, Moment Metot

In this study, scattering characteristics of thin triangular conducting elements periodically printed on planar dielectric slabs are investigated theoretically for transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) incident plane waves. Such surfaces are known as frequency selective surfaces (FSS) and they show bandpass or stop band filter characteristics.Since the conducting elements are etched periodically on such a surface, all fields and currents must satisfy Floquet?s condition and should be written as Floquet modes. Using Floquet?s theorem and satisfying the required boundary conditions, an integral equation is obtained for the unknown induced current density on the surface of a triangular conducting element in a unit cell. This current is then expressed as a finite sum of piecewise triangular basis functions having unknown coefficients. The resulting integral equation is then converted to a linear matrix equation by using the Moment Method (MM) and inversion of the matrix equation yields the unknown current coefficients which are used to obtain the reflection and transmission coefficients.Numerical results for the reflection and transmission coefficients are then plotted versus frequency for freestanding and dielectric backed triangular-shaped FSS elements. Furthermore, the variation of reflection characteristics with dielectric constant ( ), slab thickness ( ), length and width of the triangle ( ), incidence angle ( ) and lattice dimensions ( ) are presented in the form of graphs.Key words: Triangular Conducting Elements, Frequency Selective Surfaces, Moment Method