Huygensova prostorová destička v mikrovlnném pásmu

Abstract

Táto diplomová práca sa zameriava na návrh, simuláciu a pokus o fyzickú realizáciu priestorových doštičiek využívajúcich pokročilé metamateriálové štruktúry. Práca predstavuje koncept kompresie priestoru a skúma rôzne typy a geometrie priestorových doštičiek založených na metamateriáloch. Teoretický model Huygensovej priestorovej doštičky bol navrhnutý a numericky analyzovaný v mikrovlnnom frekvenčnom pásme pomocou softvéru CST Studio Suite. Navrhnutá štruktúra dosiahla kompresný pomer až 11,8 pri zachovaní prenosových charakteristík blízkych plnej transmitancii. Návrhy boli ďalej overené v nezávislom elektromagnetickom simulátore Ansys HFSS a prispôsobené rôznym dostupným materiálom. Jedna z implementácií využívala filament ABS 1000 a aditívnu výrobu pomocou 3D tlače. Z dôvodu materiálových a technologických obmedzení však pokus o vytvorenie fyzického prototypu nebol úspešný.

This thesis focuses on the design, simulation, and attempted physical realization of spaceplates using advanced metamaterial structures. It introduces the concept of space compression and explores various types and geometries of metamaterial-based spaceplate configurations. A theoretical model of a Huygens' spaceplate was designed and numerically investigated in the microwave frequency range using CST Studio Suite. The proposed structure achieved a compression ratio of up to 11.8 while maintaining transmission efficiencies close to full transmittance. The designs were further verified using an independent electromagnetic solver, Ansys HFSS, and adapted for various practical materials. One such implementation utilized ABS 1000 filament and additive manufacturing via 3D printing. However, due to material and process limitations, the fabrication attempt did not yield a satisfactory physical prototype.