FARKLI KONFİGÜRASYONLARDA TEKSTİL ESASLI METAMALZEME SOĞURUCU TASARIMI VE X-BANT UYGULAMALARI

Abstract

ÖZET

Metamalzemeler doğada bulunmayan, olağanüstü elektromanyetik özelliklere sahip ve yapay olarak elde edilen malzemelerdir. Kendine has özellikleri sayesinde birçok uygulama alanında kullanılabilmesinden dolayı popülerliği gün ve gün artmaktadır.

Bu doktora çalışmasında, tekstil esaslı metamalzeme soğurucu (MMA) tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan ve üretilen MMA, periyodik rezonatör katmanı, dielektrik katmanı ve iletken katmanı olmak üzere 3 farklı katmanın birleştirilmesi ile elde edilmektedir. İletken katman olarak ilmek aralığı küçük olan Bezayağı dokuma kumaş tekstil ürünü kullanılmıştır. Dielektrik katman için esnek, yapışkan yapısı ve yüksek dielektrik sabitine sahip olmasından dolayı silikon esaslı çift taraflı bant malzemesi tercih edilmiştir. Periyodik rezonatör katman için ise daha büyük ve 3-boyutlu ilmek yapısına sahip olmasından dolayı Süprem atkı örme kumaş tekstil ürünü kullanılmıştır. Bilgisayar destekli yazılım ile kumaş yapıların çizimi yapılmış ve sonrasında simülasyon programına aktarılarak tasarımlar tamamlanmıştır. X-bant frekans aralığında birçok parametrenin soğurmaya etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçların analizi neticesinde üretim aşamasına geçilmiştir. Üretimin ardından ölçümler tamamlanmıştır. Üretilen ve tasarlanan MMA sonuçları karşılaştırılmış ve detaylıca irdelenmiştir. X-bant frekans aralığında geniş bantlı, esnek, giyilebilir, yıkanabilir, düşük maliyetli, kolay üretilebilir, polarizasyon bağımsız ve geliş açısı bağımsız tekstil esaslı MMA yapısı elde edilmiştir. Bu tez kapsamında tasarlanan ve üretilen tekstil esaslı MMA, birçok alanda kullanılabileceği öngörülmektedir.

ABSTRACT

Metamaterials are materials that are not found in nature, have extraordinary electromagnetic properties, and are obtained artificially. Due to its unique features, it can be used in many application areas, and its popularity is increasing day by day.

In this thesis, the design and production of textile-based metamaterial absorber (MMA) were performed. The proposed and then produced MMA is obtained by combining 3 different layers; the periodic resonator layer, the dielectric layer, and the conductive layer. Plain Weave fabric textile product in which has a small loop space was used as the conductive layer. Silicone-based double-sided tape material was preferred as the dielectric layer due to its flexible, adhesive structure and high dielectric constant. Weft-Knitted fabric textile product was used as the periodic resonator layer as it has a larger and 3D loop structure. Drawing of fabric structures was performed by using computer-aided design software and the designs were completed by importing them to the simulation program. In the X-band frequency range, the effect of many parameters on absorption was investigated. As a result of the analysis of the results, the production phase was started with the best results. Measurements are completed after production. The produced and designed MMA results are compared and discussed. Textile based MMA structure with a wide band, flexible, wearable, washable, low cost, easy to produce, polarization-independent, and incidents angle independent was obtained in the X-band frequency range. The textile-based MMA, designed and produced under this thesis, is foreseen to be used in many fields.