Karmaşık objeler içeren çok katmanlı periyodik yapılardan saçılan elektromanyetik dalgaların analizi için katmanlar arası akımları kullanan verimli bir integral denklem yöntemi
Karmaşık objeler içeren çok katmanlı periyodik yapılardan saçılan elektromanyetik dalgaların analizi için katmanlar arası akımları kullanan verimli bir integral denklem yöntemi
Yazar: Özdemir, Nilüfer Aslıhan
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 4, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Elektromanyetik saçılım,Katmanlı dielektrik ortam,Yüzeysel eşdeğerlik ilkesi,Yüzey integral denklemi,Momentler yöntemi,Blok-tridiagonal matris,İki boyutlu periyodik obje dizisi,İki boyutlu periyodik Green fonksiyonu

Bu makalede, katmanlı dielektrik ortamlara gömülü, üç boyutlu (3B), elektromanyetik (EM) dalgaların geçebildiǧi objelerden oluşan çok katmanlı ikili periyodik dizilerden saçılan EM dalgaları analiz etmek için yüzey integral denklem tabanlı, verimli bir yöntem önerilmektedir. Önerilen yöntemde, katmanlar arasında bulunan arayüzlerin üzerindeki eşdeğer elektrik ve manyetik akımları tanımlamak için yüzeysel eşdeğerlik ilkesi kullanılmakta, bu sayede katmanlı dielektrik ortamlar için Green fonksiyonunu hesaplama gerekliliği ortadan kaldırılmaktadır. Arayüzler, fiziksel veya kurgusal olabilir. Arayüzlerin fiziksel olduğu durumda, belli bir katmandaki arka plan ortamı, sonsuz bir ikili periyodik dizi için Green fonksiyonu hesaplamasının yeterli olduğu homojen, iki boyutlu (2B) sınırsız bir ortam olarak kabul edilebilir. Elde edilen momentler yöntemi (MoM) etkileşim matrisi blok-tridiagonal bir yapıya sahiptir; bu ise, hem matris dolumu, hem de matris denklemi çözümü için katman sayısı bakımından doğrusal olan bir hesaplama karmaşıklığına yol açar. Önerilen yöntem yoluyla elde edilen sayısal sonuçlar, FDTD (Zaman Alanında Sonlu Farklar) tabanlı ticari yazılım kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır.

Bu makalede, katmanlı dielektrik ortamlara gömülü, üç boyutlu (3B), elektromanyetik (EM) dalgaların geçebildiǧi objelerden oluşan çok katmanlı ikili periyodik dizilerden saçılan EM dalgaları analiz etmek için yüzey integral denklem tabanlı, verimli bir yöntem önerilmektedir. Önerilen yöntemde, katmanlar arasında bulunan arayüzlerin üzerindeki eşdeğer elektrik ve manyetik akımları tanımlamak için yüzeysel eşdeğerlik ilkesi kullanılmakta, bu sayede katmanlı dielektrik ortamlar için Green fonksiyonunu hesaplama gerekliliği ortadan kaldırılmaktadır. Arayüzler, fiziksel veya kurgusal olabilir. Arayüzlerin fiziksel olduğu durumda, belli bir katmandaki arka plan ortamı, sonsuz bir ikili periyodik dizi için Green fonksiyonu hesaplamasının yeterli olduğu homojen, iki boyutlu (2B) sınırsız bir ortam olarak kabul edilebilir. Elde edilen momentler yöntemi (MoM) etkileşim matrisi blok-tridiagonal bir yapıya sahiptir; bu ise, hem matris dolumu, hem de matris denklemi çözümü için katman sayısı bakımından doğrusal olan bir hesaplama karmaşıklığına yol açar. Önerilen yöntem yoluyla elde edilen sayısal sonuçlar, FDTD (Zaman Alanında Sonlu Farklar) tabanlı ticari yazılım kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır.