Till innehåll på sidan

Twist-Symmetric Periodic Structures

Properties and Applications

Tid: Må 2021-11-22 kl 15.00

Plats: H1, Teknikringen 33, Stockholm

Språk: Engelska

Ämnesområde: Elektro- och systemteknik

Licentiand: Oskar Zetterström , Elektroteknisk teori och konstruktion

Granskare: Associate Professor Jorge Ruiz-Cruz, Escuela Politécnica Superior, Universidad Autónoma de Madrid, Spain

Huvudhandledare: Oscar Quevedo-Teruel, Elektroteknisk teori och konstruktion; Martin Norgren, Elektroteknisk teori och konstruktion; Dr Nelson Fonseca, European Space Agency

Exportera till kalender

Abstract

I denna avhandling diskuteras periodiska strukturer med högre symmetrier. Huvudfokus av avhandlingen är skruvsymmetrier. Vi visar de attraktiva egenskaperna av skruvsymmetrier för kontrollen av elektromagnetiska vågor. Dessutom används den extra designfriheten från skruvsymmetrier för att designa två mikrovågskomponenter.

En struktur är skruvsymmetrisk om dess period kan beskrivas av en geometriska operation bestående av en translation och en rotation runt en axel. I denna avhandling visar vi att det inte finns några bandgap mellan de första q moderna i Brillouindiagrammet för en skruvsymmetrisk struktur, där q är symmetriordningern. Betydelsen av symmetri för frånvaron och närvaron av bandgap illustreras genom att studera strukturer där symmetrin gradvis bryts. Vidare visar vi att en skruvsymmetrisk struktur kan producera ett högre och mindre dispersivt effektivt refraktivt index jämfört med en vanlig periodisk struktur. Dessa egenskaper är attraktiva i designen av mikrovågskomponenter. För att ge insikt i fysiken bakom skruvsymmetrier tas en modmatchningsformulering fram för att studera skruvsymmetriska koaxiala transmissionsledare. Formuleringen används för att belysa vikten av högre ordnings vågkoppling för egenskaperena i strukturer med olika ordnings skruvsymmetri. 

I denna avhandling diskuteras ytterliage en typ av högre symmetri; polär glidsymmetri. En struktur har en polär glidsymmetri om dess period kan beskrivas av en geometriska operation bestående av en translation och en spegling i en cylindrisk yta. Vi visar att det inte finns något bandgap mellan de två första moderna i en struktur med polär glidsymmetri, vilket också tidigare visats för Cartesisk glidsymmetri. Vidare kombinerar vi skruv- och polär glidsymmetri. Implikationerna av denna kombination på bandgapet mellan högre moder diskuteras. Vi kommer fram till att denna typ av kombinerad symmetri finner tillämpningar i filterdesign. 

Slutligen används den extra designfriheten från skruvsymmetri för att designa två mikrovågskomponenter. En konfigurerbar fasskiftare designas, där fasskiftningen beror på symmetriordningen. Vidare designas en platt lins som omvandlar en sfärisk våg till en kvasiplan våg. Fokuseringsegenskaperna i linsen uppnås genom att lokalt variera symmetriordningen i linsens apertur. 

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-304051