Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
8 results
Search Results
Item Vanadium Dioxide-assisted Dual Band Polarization-insensitive Metamaterial Absorber for Terahertz Applications(Sumy State University, 2025) Valathuru, M.; Pardhasaradhi, P.; Dannana, S.; Nagandla, P.; Madhav, B.T.P.; Das, S.Метою цього дослідження є ретельне проектування та аналіз метаматеріальних поглиначів ТГц на основі діоксиду ванадію (VO2). Тришарові конструкції запропонованих метаматеріальних поглиначів (ММА) включають випромінюючий елемент з діоксиду ванадію (VO2) товщиною 0,2 мкм, діелектричну підкладку з полііміду з діелектричною проникністю 3,5 та заземлювальний провідний шар золота (Au) з електропровідністю 4,56e + 0,7 См/м для запобігання поширенню електромагнітних хвиль. Загальний розмір запропонованої структури становить 34 × 36 × 7,4 мкм³. Дві пікові частоти поглинання, на яких працює елементарний елементарний ММА, становлять 4,4 ТГц та 9,68 ТГц. Максимальні відсотки поглинання в робочих діапазонах частот становлять 96 % та 98 %, і вони охоплюють діапазон від 4 до 4,8 ТГц та від 9,5 до 11,4 ТГц відповідно. Дуже корисно зрозуміти явища провідності випромінюючої плями VO2, щоб досягти високого відсотка поглинання для відповідної смуги частот поглинання. Крім того, перевіряється нечутливість поглинання до кута поляризації. Додатково проводиться параметричний аналіз для різних конструктивних параметрів на поглинальну характеристику запропонованого поглинача. Крім того, представлено вплив кута поляризації на поглинання для TE- та TM-мод. Запропонований двосмуговий терагерцовий поглинач може бути придатним для маскування, візуалізації, детектування та електромагнітного екранування.Item Analysis and Modeling of a New H-C Shape Non-Periodic Metamaterial Resonator (HC-SRR) for Multi-band Applications(Sumy State University, 2025) Berka, M.; Mahdjoub, Z.Перевага багатодіапазонних структур полягає в тому, що вони забезпечують однакову електронну функцію для різних діапазонів частот і для однієї компактної схеми. У цій статті було змодельовано новий метаматеріальний резонатор для багатодіапазонних застосувань. Запропонована структура являє собою неперіодичний розщеплений кільцевий резонатор Н-С форми (HC-SRR). Мідна нашивка HC-SRR надрукована на верхній стороні використаної діелектричної підкладки, яка має фізичні характеристики Rogers RO 4003 (ɛr = 3.55 and tgδ = 0.0027). Електричні розміри елементарної комірки HC-SRR оптимізовано за (0.374λ0 x 0.362λ0 x 0.039λ0), де λ0 — довжина хвилі вільного простору, розрахована на найнижчій робочій частоті, яка становить 7,25 ГГц. HC-SRR моделюється на основі його еквівалентної електричної схеми, що містить гілки серії (LS – CS). Отримані результати демонструють двосмугову поведінку нашого метаматеріального резонатора при обох резонансах 7,25 і 9,31 ГГц. Ця поведінка була підтверджена моделлю еквівалентної схеми на основі характеристики відбиття. Отримано інші фізичні характеристики запропонованого резонатора, такі як конститутивні параметри та електричне поле, щоб показати незвичайну електромагнітну поведінку запропонованого HC-SSR. Отримані негативні значення діелектричної проникності та/або проникності можуть визначати ліве середовище (LHM), представлене нашим резонатором. Дослідження та аналіз, запропоновані в цій роботі, можуть обґрунтувати вплив та ефективність запропонованого HC-SRR для багатодіапазонних застосувань, особливо для пристроїв бездротового зв’язку.Item Design of Miniaturized Dual-Band Bandpass Microstrip Filter Based on C-Shaped Metamaterial Resonators for RF/Microwave Applications(Sumy State University, 2024) Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Serhane, A.; Kumar, M.L.; Mahdjoub, Z.У цій статті запропоновано та досліджено двосмуговий смуговий мікросмужковий фільтр (DBBPF) для радіочастотних/мікрохвильових застосувань. Наш метод розробки фільтрів базується на двох основних концепціях; використання метаматеріальних резонаторів у С-подібних роз’ємних кільцях (C-SRR) для лівосторонньої поведінки (LH) з мінімізованими втратами та подачі мікросмужкової лінії значної довжини, складеної для бажаної мініатюризації. Два C-SRR оптимізовані для розміру 6 3 мм2 для покриття бажаних діапазонів частот, а дві лінії живлення мають довжину 37,1 мм для забезпечення необхідної адаптації. Пошук сильного електромагнітного зв’язку між двома C-SRR і лініями живлення дозволив нам вибрати найкраще положення для розміщення наших резонаторів у фільтрі. Моделювання параметрів фільтра для двох різних запропонованих конфігурацій демонструє дві різні якості. Відповідно до результатів моделювання для двох запропонованих конфігурацій фільтра було отримано два типи частотної характеристики з різними характеристиками. Для першої конфігурації, де два C-SRR розділені складеними плечима двох ліній живлення, відповідь фільтра нечітка. На відміну від цього, частотна характеристика фільтра бажана для другої конфігурації. Запропонований фільтр, який представлено другою конфігурацією, охоплює обидва діапазони (від 5,88 до 6,39 ГГц і від 10,75 до 11,16 ГГц) для смугової поведінки. Крім того, аналіз дисперсійної діаграми дозволив нам вибрати електромагнітну поведінку, пов’язану з кожною смугою.Item A Miniaturized Metamaterial Resonator-based Microwave Biosensor with High Quality Factor for Solid Materials Characterization(Sumy State University, 2024) Serhane, A.; Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Kumar, M.L.; Mahdjoub, Z.Через свою якісну у значимість у багатьох галузях, особливо біомедичних, характеристика твердих матеріалів нещодавно привернула інтерес вчених. У цій статті представлено мікрохвильовий біосенсор мініатюрного розміру для визначення характеристик твердих матеріалів, який утворений двома ідентичними та періодичними метаматеріальними резонаторами з розділеним кільцем (SRR), що живляться мікросмужковою лінією, адаптованою до двох її кінців. Метод, запропонований для розробки нашого біосенсора, базується на використанні електромагнітних якостей кожного SRR, що представляє елементарну комірку загальної структури. Розмір SRR оптимізовано для електричних розмірів 0.251 𝜆0 × 0.2251 𝜆0 × 0.031𝜆0 , де λ0 – довжина хвилі вільного простору, розрахована на найнижчій робочій частоті 4,72 ГГц. Характеристика твердих матеріалів заснована на виявленні їх діелектричної проникності через прямий контакт із запропонованим біосенсором. Для нашого дослідження ми використовували чотири різні підкладки, щоб мати різну чутливість. Моделювання, проведене на загальній структурі (біосенсора та діелектричної підкладки) на основі чисельного симулятора HFSS, показало хороші характеристики чутливості нашого біосенсора. Низька повна ширина на половині максимуму (FWHM = 0,004), високий коефіцієнт якості (Q = 103,28) і висока добротність (FOM = 428,61). Ці функції можуть зробити наш біосенсор більш надійним для визначення твердих речовин.Item Investigation of Complementary Metamaterial Resonators-Based Novel Dual-Band Coplanar Slotted Antenna for Wireless Communication(Sumy State University, 2024) Moulay, M.; Abri, M.; Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Prasad, Ch.R.Малогабаритна планарна антена є базовим елементом для систем бездротового зв'язку. У статті описано нову дводіапазонну копланарну антену, дія якої заснована на незвичайній електромагнітній поведінці комплементарних резонаторів з метаматеріалів з розділеним кільцем (CSRR). За своєю конструкцією антена складається з трьох CSRR; два з них однакові за формою (круглі) і розміром, а інший має прямокутну форму. Остаточна форма запропонованої антени була розроблена після трьох різних етапів по три моделі на кожній. Розроблена накладка антени надрукована на верхній стороні обраної діелектричної підкладки - епоксидної смоли FR4 для фізичних характеристик (𝜀𝑟 = 4.4 and 𝑡𝑔 𝛿 = 0.02). Антена живиться від компланарної лінії з оптимізованою довжиною для забезпечення необхідної адаптації. Випромінююча накладка надрукована на міді товщиною 0,035 мм. Моделювання електромагнітних характеристик за допомогою симулятора високочастотної структури (HFSS) дозволило дослідити відображення, смугу пропускання та посилення антени. Згідно з отриманими результатами, антена резонує на двох частотах 2,4 і 3,33 ГГц з хорошою адаптацією та смугою пропускання близько 65 і 215 МГц відповідно. Усі ці параметри можуть підтвердити ефективність антени для різноманітних застосувань, зокрема для бездротового зв’язку.Item Design of a Split Ring Resonators-Based Band Pass Filter with Triple Pass Band Characteristics for Wireless Communication Systems(Sumy State University, 2024) Elbakkar, K.; Khardioui, Y.; Islam, T.; El Ghzaoui, M.; Das, S.; El Alami, A.Технологія метаматеріалів справді має великі перспективи для покращення бездротового зв’язку, особливо в розробці вдосконалених фільтрів і пристроїв. Використання метаматеріалів для проектування фільтрів є перспективноюою сферою досліджень, що обумовлено їх винятковими властивостями та потенціалом для революції в різних технологічних додатках. Насправді метаматеріали можна сконструювати так, щоб демонструвати унікальні електромагнітні властивості, що дозволяє точно контролювати характеристики фільтрації. Це дає змогу розробникам створювати фільтри з чіткими смугами пропускання та смугами зупинки, а також настроюваними частотами зрізу. Крім того, метаматеріали можна використовувати для мініатюризації фільтрів, що робить їх придатними для компактних і портативних пристроїв та особливо цінно для додатків з обмеженнями розміру, таких як мобільні телефони та носима технологія. Крім того, метаматеріали забезпечують гнучкість розробки фільтрів із регульованою смугою пропускання. У цій статті розроблено та змодельовано трисмуговий друкований фільтр із використанням резонаторів з роздільними кільцями. Запропонований фільтр складається з двох матриць розділених кілець, завантажених на лінію передачі. Він надрукований на підкладці Rogers RT/duroid 6010/6010LM (tm). Він має невеликий розмір 14 × 16 мм2 і високу селективність. Результати моделювання показують три смуги пропускання з центром на частотах 3,15; 6,27 і 9,31 ГГц відповідно з необхідними характеристиками зворотних і внесених втрат. Дослідження моделювання проводяться за допомогою програмного забезпечення HFSS, а його модель еквівалентної електричної схеми розроблена за допомогою інструменту ADS. Результати, отримані з використанням HFSS, добре узгоджуються з результатами ECM.Item Bandwidth Enhanced and Gain Improvement of Compact Patch Antenna Using Metamaterials for UWB applications(Sumy State University, 2024) Mahri, O.; Guebgoub, N.; Khalfallaoui, A.; Denidni, T.A.Запропоновано нову компактну надширокосмугову (UWB) антену з використанням плоских структур з метаматеріалу (MTM). Антена розроблена з двосторонньою плоскою періодичною осередковою структурою. Запропонована тривимірна елементарна комірка демонструє штучне середовище з негативною електричною проникністю та широку електромагнітну заборонену зону, створену шляхом гравування чотирьох L-подібних прорізів на головній квадратній ділянці та хрестоподібних прорізів на площині землі. Запропонована антена, виготовлена на недорогій підкладці Rogers RO4003C діаметром 1,52 мм, є компактною, має розміри 22,4 × 25,6 мм2, з відносною діелектричною проникністю 3,38 і тангенсом втрат 0,0027. Він має широку смугу пропускання від 3,8 до 17,7 ГГц, що становить 129%. Середнє посилення по всій смузі частот становить 5,44 дБ з піковим значенням 8,55 дБ на 15,5 ГГц. Проектування та моделювання проводилися за допомогою мікрохвильової студії CST на основі методу кінцевої інтеграції (FIT). Виміряні зворотні втрати прототипу добре узгоджувалися з результатами моделювання. Пропонована антена демонструє задовільну ефективність випромінювання, досягаючи від 80 до 93% по всьому діапазону. Коефіцієнт підсилення тестової антени демонструє сприятливі характеристики випромінювання та стабільність діаграм спрямованості на низьких частотах. Порівняльне дослідження з нещодавно опублікованими оглядами відповідної літератури підкреслює компактність нашої конфігурації антени MTM, демонструючи коефіцієнт зниження від 43,13 до 56,25%. Завдяки своїй видатній продуктивності запропонована конструкція позиціонується як сильний кандидат для різноманітних додатків UWB, а також може використовуватися для супутникового зв’язку та радіолокації.Item A Spiral Wire_coil Wideband Metasurface Absorber with Ultrathin and Flexible Feature for Microwave Applications(Sumy State University, 2024) Mebarki, G.H.; Benmostefa, N.У даній роботі представлено дизайн та експериментальне підтвердження ультратонкого спірального широкосмугового конформного метаматеріального поглинача Wire_coil. Запропонований поглинач складається з резонаторів Wire_coil на верхній стороні гнучкої підкладки та мідної металевої плівки на нижній стороні, які розділені гнучким ПЕТ (терефталатом). Більше 90% діапазону частот від 16,5 ГГц до 27,3 ГГц виявилося поглиненим під час тестування. Завдяки своїй симетричній формі запропонований поглинач нечутливий до поляризації. Елементарна комірка поглинача повинна бути якомога меншою з розмірами 0.19 λ0 x 0.19 λ0 (де λ0 — довжина хвилі на 16,5 ГГц). Використовуючи параметричний аналіз і модель еквівалентної схеми, механізм широкосмугового поглинання поглинача був визначений досліджено далі. Крім того, змінюючи кут падіння до 50 градусів, смуга пропускання демонструє ефективну реакцію поглинання як для TE, так і для TM поляризацій. Моделювання і експеримент дають дуже схожі результати. Завдяки своїй простій конструкції запропонований поглинач має потенційні властивості для використання в наукових і радіодифузійних системах, забезпечуючи високу продуктивність.