Metamalzemeler ile enerji hasatlama


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: EMRULLAH UZAY KARAKAYA

Danışman: BARIŞ AKAOĞLU

Özet:

Günümüzde makro enerji hasatlama sistemlerinin yanı sıra mikro enerji hasatlama sistemleri de büyük önem arz etmektedir. Mikro ölçekteki enerji hasatlama sistemler, çevrede bulunan titreşim, basınç, elektromanyetik dalga v.b. fiziksel niceliklerden enerji elde edilmesini sağlayan sistemlerdir. Tez kapsamında, metamalzeme tabanlı enerji hasatlayıcı yapılar kullanılarak ortamda bulunan elektromanyetik dalganın AC akıma çevrilmesi sağlanmıştır. Çalışmalar sırasında CST Microwave Studio tam dalga paket yazılım programı, hem yansıma değerleri hem de verimlilik değerlerinin elde edilmesi için kullanılmıştır. Günümüzde en çok kullanılan iletişim bantları olan GSM ve Wi-Fi bantlarını kapsayan 0,9 GHz, 1,8 GHz, 2,6 GHz ve 5,8 GHz frekanslarını kapsayan tek bantlı, çift bantlı ve dört bantlı metamalzeme tabanlı enerji hasatlayıcı yapıları tasarlanmıştır. Ayrıca hedeflenen dört frekansta EM hasatlama yapabilecek çok katmanlı ve bükülebilir yapıların da simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Dört frekans bandında ve tek katmanlı olarak tasarlanan yapılar için en iyi hasatlama verimliliğine sahip MM tabanlı enerji hasatlayıcı yapısı fotolitografi yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen malzemeye ait yansıma parametresi laboratuvar ortamında yarı yankısız odada, network analizör kullanılarak ölçülmüştür. Günümüzde makro enerji hasatlama sistemlerinin yanı sıra mikro enerji hasatlama sistemleri de büyük önem arz etmektedir. Mikro ölçekteki enerji hasatlama sistemler, çevrede bulunan titreşim, basınç, elektromanyetik dalga v.b. fiziksel niceliklerden enerji elde edilmesini sağlayan sistemlerdir. Tez kapsamında, metamalzeme tabanlı enerji hasatlayıcı yapılar kullanılarak ortamda bulunan elektromanyetik dalganın AC akıma çevrilmesi sağlanmıştır. Çalışmalar sırasında CST Microwave Studio tam dalga paket yazılım programı, hem yansıma değerleri hem de verimlilik değerlerinin elde edilmesi için kullanılmıştır. Günümüzde en çok kullanılan iletişim bantları olan GSM ve Wi-Fi bantlarını kapsayan 0,9 GHz, 1,8 GHz, 2,6 GHz ve 5,8 GHz frekanslarını kapsayan tek bantlı, çift bantlı ve dört bantlı metamalzeme tabanlı enerji hasatlayıcı yapıları tasarlanmıştır. Ayrıca hedeflenen dört frekansta EM hasatlama yapabilecek çok katmanlı ve bükülebilir yapıların da simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Dört frekans bandında ve tek katmanlı olarak tasarlanan yapılar için en iyi hasatlama verimliliğine sahip MM tabanlı enerji hasatlayıcı yapısı fotolitografi yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen malzemeye ait yansıma parametresi laboratuvar ortamında yarı yankısız odada, network analizör kullanılarak ölçülmüştür.