دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی برق

  مهدی رجبی، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی برق،بیست و چهارم اسفندماه سال90، از رساله خود با عنوان « بهبودپاسخ فرکانسی الگوریتم TLM در شبیه سازی پاشندگی مربوط به ناپیوستگیهای مایکرواستریپی و Metamaterials » دفاع خواهد نمود.

  چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر نادر کمجانی برعهده دارند به شرح زیر می‌باشد.

  طراحی قطعات و سیستمهای الکترونیکی با کارایی بالا مانند ساختارهای موجبری، رابطها و اتصالات سیستمهای دیجیتالی، مدارات و سیستمهای RF نیازمند دقت و توجه کافی در مدلسازی فیزیکی می‌باشد. به همین منظور باید محدودیتهای ذاتی فیزیکی در پیاده سازی فرایندهای مدلسازی لحاظ شود بطوریکه اثرات نامطلوب نظیر تزویج زیرلایه، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و اثرات لبه‌های فلزی کمینه گردد. در نتیجه صحت مدلسازی فیزیکی یکی از موارد ضروری می‌باشد که تنها می‌توان آنرا از طریق آنالیز دقیق و با استفاده از روشهای حل میدانهای الکترومغناطیسی محقق کرد. روش ماتریس خط انتقال (TLM) یکی از روشها و ابزارهای قدرتمند در زمینه حل معادلات الکترومغناطیسی در حوزه زمان می‌باشد که بمنظور آنالیز ساختارهای صفحه‌ای پیچیده بصورت سه بعدی مورد استفاده قرار گرفته است.

  طراحی سیستمهایی با پیچیدگیهای بیشتر که در فرکانسهای بالا کار می‌کنند نیازمند آن است که ابزار آنالیز و طراحی بکار گرفته شده بتواند بصورت همزمان آنالیز مدارات و میدانها را توامان انجام دهد در حالیکه سیستم طراحی شده ممکن است شامل ترکیبی از مدارات فشرده، قطعات خط انتقالی مانند کوپلر، مقسم توان، اتصالات خط انتقالی و قطعات موجبری باشد که هر کدام از اینها می‌تواند دربردارنده نقاط تکینی برای میدانهای ناشی از لبه‌های فلزی تیز یا گوشه‌ها باشد. آنالیز میدانی سیستمی با پیچیدگیهای مذکور کار سختی برای روشهای عددی گسسته زمانی نظیر FDTD یا TLM می‌باشد. وجود نقاط تکینی و همچنین مواد با خواص پیچیده نظیر دی الکتریکهای وابسته به فرکانس، فرامواد (Metamaterial) و فریتها یکی از مشکلات اصلی در استفاده از چنین روشهایی برای شبیه سازی ساختارهای موردنظر می باشد.

  آنچه در این پروژه مورد نظر است همانا رفع نقاط تکینی بصورت موثر است، بطوریکه ضمن افزایش دقت در جوابها منجر به کاهش هزینه‌های محاسباتی نظیر حافظه مورد نیاز و زمان اجرای شبیه سازی گردد و از تحمیل هزینه های اضافی نیز خودداری گردد. علاوه بر این ایجاد قابلیت شبیه سازی مواد وابسته به فرکانس و ساختارهای پیچیده‌تری همچون metamaterial با الگوریتم TLM نیز از دیگر اهداف اصلی این پروژه است که درنهایت امکان شبیه سازی ومدلسازی توام محیط و مواد با ضرایب ساختاری مثبت و منفی را نیز فراهم می سازد.

    واژه های کلیدی: ماتریس خط انتقال، پاشندگی، مدلسازی فیزیکی، فرامواد