Mikrodalga ve terahertz bölgelerinde dik girme uyarımı için rezonatör tabanlı sensör tasarımları ve hassasiyet analizleri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik Ve Haberleşme Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Özgür Ertan
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Evren EKMEKÇİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Metamalzemeler, doğada saf olarak var olmayan ve belirli bir frekans bandında negatif etkin elektriksel geçirgenlik, negatif etkin manyetik geçirgenlik, negatif kırılma indisi, ters doppler etkisi ve geriye yayılım gibi sıra dışı elektromanyetik özellikler gösterebilen yapay malzemelerdir. Bu sebeplerden dolayı metamalzemeler farklı birçok disiplinde araştırma konusu içerisinde kullanılmışlardır. Metamalzeme tabanlı sensör tasarımı günümüzde oldukça popüler bir araştırma konusudur. Bu kapsamda, metamalzeme tabanlı rezonatör ve/veya soğurucu yapıları kullanılarak sensör tasarımları yapılabilmektedir. Tasarımları yapılan bu sensörler; sıcaklık, nem, yoğunluk, konsantrasyon, basınç, kırılma indisi algılama gibi çok çeşitli algılama problemlerinde kullanım alanı bulabilmektedir. Bu sensörler genellikle etkin dielektrik sabiti değişimlerine karşın rezonans frekanslarında meydana gelen kaymalar dikkate alınarak tasarlanmıştır. Ayrık halkalı rezonatör yapıları literatürde en sık kullanılan metamalzeme tiplerindendir. Çift taraflı rezonatör yapılarında, tek taraflı rezonatör yapılarında bulunan öz endüktans ve öz sığa değerlerine ek olarak ortak endüktans ve ortak sığa değerleri bulunduğu için çift taraflı rezonatör yapılarının, sensör uygulamaları için tek taraflı rezonatör yapılarına göre daha iyi bir performans sağladığı daha önce literatürde gösterilmiştir. Bu tez kapsamında özgün bir çift taraflı rezonatör yapısı ile birlikte iki rezonatör yapısı arasında oluşan ortak sığa değerinin arttırılması ve bu sayede ara katman dielektrik sabiti değişimine karşı hassasiyetin çift taraflı ayrık halkalı rezonatör (ÇAHR) yapısına oranla iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Bunun sonucu olarak da dik girme uyarım altında çift taraflı çapraz kapalı rezonatör (ÇÇKR) önerilmiştir. Sonrasında ise hem ÇAHR hem de ÇÇKR sensör prototipleri, nohut tozu nem algılama uygulamasında ve çözelti konsantrasyonu algılama uygulamalarında test edilmiştir. Sunulan sensör prototipleri test edilen uygulamalar için hem benzetim hem de deneysel ortamda karşılaştırmaları yapılmıştır. Sonuç olarak ÇAHR yapısına alternatif olarak önerilen ÇÇKR yapısının algılama ara katmanı değişimlerine karşı daha hassas bir tepki verdiği ortaya konmuştur. Son olarak da tasarımları yapılan sensör prototiplerinin terahertz frekans bandına ölçeklemeleri yapılmaya çalışılmıştır. Üretim olanaklarının yetersiz olmasından dolayı terahertz rezonatör yapılarının analizleri sadece benzetim ortamında yapılabilmiştir.