Uudenlaisen sähkömagneettisen mikroaaltoverhoamislaitteen suunnittelu ja mittaus

Abstract

Siirtojohtoverkkoja hyödyntävät "näkymättömyysviitat" tarjoavat suhteellisen yksinkertaisen mutta kuitenkin laajakaistaisen ratkaisun metalliobjektin verhoamiseksi sähkömagneettisilta aalloilta.

Tämän diplomityön tavoitteena on suunnitella ja valmistaa uudenlainen siirtojohtoihin perustuva rakenne kappaleiden verhoamiseksi mikroaalloilta ja suorittaa vapaan tilan mittauksia rakenteella kaiuttomassa huoneessa. Painopisteinä suunnittelussa ovat rakenteen valmistamisen helppous ja käytännöllisyys.

Työssä osoitetaan niin numeerisesti kuin myös kokeellisesti, että suunnitellun rakenteen avulla pystytään tehokkaasti piilottamaan verkkomainen metalliesine melko laajalla taajuuskaistalla useassa eri mittaustapauksessa.

Simulaatio- ja mittaustulokset ovat hyvin yhteneväisiä. Työssä näytetään myös tietokonesimulaatioita hyödyntäen, miten kyseistä rakennetta voidaan muokata siten, että sitä voidaan käyttää samanaikaisesti myös antennina alhaisemmilla taajuuksilla.

Transmission-line cloaking provides a simple yet wide-band solution for cloaking an object. The objective of this thesis is to design, manufacture and conduct free-space measurements in an anechoic chamber on a novel transmission-line cloak working at microwave frequencies. Special emphasis on the design is placed on ease of manufacture and practicality.

It is shown both numerically and experimentally that the designed transmission-line cloak is capable of hiding a mesh-like metal object placed inside it from the incident wave in a variety of different scenarios and in a fairly wide bandwidth. Also, the agreement between simulations and measurements is good. Furthermore, the concept of using the cloak as an antenna at lower frequencies is introduced, and some preliminary proof-of-concept simulation results are shown.