طراحي و شبيه ‏سازي جاذب‏هاي چند رزونانسي مبتني بر فراماده در محدوده فركانسي تراهرتز

Design and Simulation of Metamaterial-Based Multi-Resonance Absorbers in Terahertz Frequencies

در اين مقاله، ابتدا معرفي كوتاهي از ساختارهاي فراماده و كاربرد آن‏ها ارائه مي‏گردد. پس از آن، نظر به اهميت طراحي ساختارهايي با قابليت عملكرد در چند محدوده فركانسي مجزا، روش‏هاي چندباندي كردن ساختارهاي مبتني بر فراماده بررسي مي‏شود. ساختارهاي چند رزونانسي در پياده‏سازي فيلترها، جاذب‏ها، حسگرها و غيره، در محدوده فركانسي تراهرتز و مايكروويو كاربرد دارند. پس از آن دو جاذب چندباندي طراحي و شبيه‏ سازي شده است. طرح پيشنهادي اول، بر اساس يكي از روش‏هاي رايج چندباندي كردن ارائه گرديده است كه منجر به ساختاري با ابعاد بزرگ‏ مي‏شود. در طرح پيشنهادي دوم، با ارائه يك تك سلول كه قابليت عملكرد در چند باند فركانسي مشابه را دارد، ساختاري كوچك و چند باندي با كاربرد جاذب پيشنهاد گرديده است. مزيت اصلي ساختار دوم پيشنهادي نسبت به ساختار اول، كاهش ابعاد آن به ميزان %48 است. به علاوه، اين ساختار داراي انعطاف‏ پذيري نسبي در تعيين محل رزونانس‏ها به كمك تغيير ابعاد فيزيكي بازوها است.

In this paper, metamaterials and their applications are briefly introduced. Due to importance of designing multi band structures, some common methods are investigated for achieving multi-resonance metamaterials The multi-resonance metamaterials are applicable for designing multiband structures such as filters, absorbers, sensors and etc. in terahertz and microwave regions. Two different multiband metamaterial absorbers are proposed and simulated. The first proposed structure is based on one of the conventional methods for achieving multiband structures, which leads to a configuration with large dimensional size. In the second proposed structure, a single multi resonance unit cell is proposed which is applicable in triple-band metamaterial absorbers. The main advantage of the second proposed structure is achieving 48% dimensional size reduction with respect to the first one. Moreover, the proposed structure provides the flexibility to achieve arbitrary resonance frequencies through altering physical lengths of the embedded stubs.