Analysis of square spirals on planar dielectric and chiral slabs

Abstract

Bu tezde, L?şekilli, tek ve çift döngülü kare helezon gibi yeni Frekans Seçici Yüzey (FSY)' lerin saçılma karakteristikleri düzlemsel dielektrik ve bakışımsız levhaya dik gelen TE ve TM düzlem dalgaları için araştırılmıştır. Sonsuz ince ve mükemmel iletken kabul edilen FSY elemanları x?y düzlemine periyodik olarak yerleştirilmiştir. Metal yüzeylerde indüklenen bilinmeyen akım katsayıları üst üste çakışan parçalı sinüs temel fonksiyonları cinsinden genişletilip Galerkin tipi Moment Metodu kullanılmıştır. FSY yapılarından dolayı oluşan yansıma ve iletim katsayıları akım katsayıları cinsinden elde edilmiştir.Havada asılı ve dielektrik levha ile desteklenen FSY elemanları için yansıma ve iletim katsayılarının frekansa göre grafikleri çizilmiştir. Yansıma katsayısının frekansa göre değişimi gelme açısı, levha kalınlığı ve dielektrik sabiti gibi parametrelerin farklı değerleri için sunulmuştur. Bakışımsız ortamdan dolayı, ortak? ve çapraz?kutupsal alan denklemleri TE ve TM düzlem dalgaları için elde edilmiştir. Ortak? ve çapraz? kutupsal yansıma ve iletim katsayılarının frekansa göre grafikleri ortamın bakışımsızlık admitansı, levha kalınlığı, gelme açısı ve dielektrik sabiti gibi farklı değerleri için çizilmiştir. Rezonans frekansında FSY elemanları üzerinde maksimum akım oluştuğundan dolayı metalik FSY'ler üzerinde indüklenen akımın grafiği iletkenin uzunluğuna göre rezonans frekansında çizilmiştir.

n this thesis, the scattering characteristics of novel Frequency Selective Surfaces (FSSs) such as, L?shaped, One? and Two?turn square spiral elements are investigated theoretically on planar dielectric and chiral slabs for Transverse Electric (TE) and Transverse Magnetic (TM) incident plane waves. Assuming it to be infinitely thin and a perfect conductor, the FSS elements are placed periodically in the x?y plane. The Moment Method (MM) of Galerkin type is employed by expanding the current induced on the metallic surfaces in terms of overlapping Piecewise Sinusoidal (PWS) basis functions. The reflection and transmission coefficients due to FSS structures are obtained in terms of current coefficients.The numerical results of reflection and transmission coefficients are plotted against frequency for freestanding and dielectric backed FSS elements. The variation of reflection coefficient with respect to frequency is presented for different values of parameters such as incident angle, slab thickness and dielectric constant. The co? and cross?polarized field equations due to chiral medium are written separately for TE and TM incident waves. The co? and cross?polarized reflection and transmission coefficients are plotted with respect to frequency for different values of medium parameters such as chirality admittance, slab thickness, incident angle and dielectric constant. At resonant frequency a maximum current is excited on the elements; for this reason, the current amplitude induced on the metallic FSSs is plotted against the stretched out wire length at resonant frequency.