Mikrodalga bölgesinde elektromanyetik indüklenmiş saydamlık benzeri iletim özellikleri gösteren rezonatör tabanlı yapıların tasarımı ve incelenmesi
Design and investigation of resonator-based structures exhibiting electromagnetically induced transparency like transmission properties in microwave region
Yazar: HASAN ÇETİN
Danışman: DOÇ. DR. EVREN EKMEKÇİ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında, metamalzemeler ve EİS-benzeri etki hakkında temel teorik bilgiler verilmiş, elektrik rezonatörü (ER) ve kapalı halka rezonatörü (KHR) yapıları eş düzlemli olarak birlikte kullanılarak mikrodalga bölgesinde çalışan ve dikdörtgensel ve dairesel topolojideki elektromanyetik indüklenmiş saydamlık-benzeri metamalzeme (EİS-MM) yapıları EİS-MM-A ve EİS-MM-B yapıları tasarlanmıştır. Tüm ER ve KHR yapılarının bireysel saçılma parametresi sonuçları benzetim ortamında elde edilirken EİS-MM-A ve EİS-MM-B yapılarının analizleri hem benzetim hem de deneysel ölçümler yardımıyla yapılmıştır
EİS-MM-A yapısının üzerine, dikey (düzenek-1) ve yatay (düzenek-2) olarak iki farklı düzenekte yerleştirilen ve farklı bağıl elektriksel geçirgenlik değerlerine sahip olan katı dielektrik yükleme çifti ile EİS-benzeri iletim penceresinin ayarlanabilirliği gösterilmiştir.  EİS-MM-A yapısındaki her iki düzenek için dielektrik yükleme çifti eş zamanlı ve eşit adım aralıklı bir şekilde EİS-benzeri metamalzemenin geometrik merkezine doğru kaydırılmış ve hassasiyet analizleri hem benzetim ortamında hem de deneysel ortamda yapılarak karşılaştırılmıştır. Düzenek-1'in, değişen yükleme bağıl elektriksel geçirgenlik değerlerine düzenek-2'ye nispeten daha hassas tepki verdiği gözlemlenmiştir.
Son olarak EİS-MM-B yapısının sensör olarak kullanıldığı bir uygulamada sıvıların tespitinin EİS-benzeri etki ve düşük miktardaki analitler ile mümkün olabileceği gösterilmiştir. Beş farklı sıvının kullanıldığı hassasiyet uygulamasının analizleri benzetim ortamında ve deneysel ortamda yapılmıştır.

Abstract:
In this thesis, basic theoretical information about metamaterials and EIT-like effect are given, electromagnetically induced transparency-like metamaterial (EIT-MM) structures EIT-MM-A and EIT-MM-B operating in the microwave have been designed in two different topology which are rectangular and circular by using the electric resonator (ER) and closed ring resonator (CRR) structures together and coplanar. While the individual scattering parameter results of all ER and CRR structures have been obtained in the simulation environment, the analyses of the EIT-MM-A and EIT-MM-B structures have made with the help of both simulation and experimental measurements.
The tunability of the EIT-like transmission window has been demonstrated with a solid dielectric loading pair, which have been placed on the EIT-MM-A structure in two different arrangements, vertically (mechanism-1) and horizontally (mechanism-2) and have different relative permittivity values. For both setups in the EIT-MM-A structure, the dielectric loading pair have shifted towards the geometrical center of the EIT-like metamaterial simultaneously and with equal steps, and sensitivity analyses have been performed and compared both in the simulation environment and in the experimental environment. It has been observed that mechanism-1 responds relatively more sensitively to changing loading relative permittivity values than mechanism-2.
Finally, in an application where the EIT-MM-B structure has been used as a sensor, it has been shown that the detection of liquids can be possible with EIT-like effect and low amount of analytes. The analyzes of the sensitivity application using five different fluids have been carried out in the simulation environment and in the experimental environment.