Để khởi đầu nghiờn cứu mở rộng dải tần hấp thụ, chỳng tụi đó tiến hành lặp lại mụ phỏng, chế tạo và đo đạc đối với cấu trỳc vũng cộng hƣởng điện đơn cú rónh (single electric split-ring resonator - viết tắt eSRR). Theo cụng bố, cấu trỳc eSRR cú hai đỉnh hấp thụ ở tần số 11.15 và 16.01 GHz [45].
(c)
Hỡnh 4.1. Cấu trỳc vũng cộng hưởng điện đơn cú rónh – eSRR: (a) thành phần cơ sở và cỏc tham số hỡnh học chớnh của cấu trỳc, (b) ụ cơ sở và phõn cực súng điện
từ, (c) mẫu chế tạo với cỏc tham số: r2 = 2.3 mm, r1 = 2.7 mm, w = 0.2 mm, l
= 1.6 mm, d = 0.4 mm, ax = ay = 12 mm
Hỡnh 4.1 cho thấy, để chế tạo đƣợc cấu trỳc eSRR, chỉ cần tạo cấu trỳc trờn một mặt đồng. Điều này tạo thuận lợi cả trong quỏ trỡnh chế tạo, do chỉ phải tiến hành quang khắc trờn một mặt mẫu, đồng thời loại bỏ đƣợc sai số chế tạo gõy ra do khụng trựng khớp cấu trỳc đƣợc tạo trờn hai mặt mẫu. Ngoài ra, vỡ mặt sau của cấu
trỳc đƣợc phủ kớn bởi một tấm đồng, quỏ trỡnh đo đạc cũng đơn giản hơn, do loại bỏ đƣợc phộp đo truyền qua, vốn là phộp đo cú sai số lớn hơn so với phộp đo phản xạ.
10 11 12 13 14 15 16 17 18 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Hấp thụ Truyền qua Phản xạ B iê n đ ộ Tần số (GHz)
Hỡnh 4.2. Kết quả mụ phỏng phổ truyền qua, phản xạ và hấp thụ của cấu trỳc eSRR
Kết quả mụ phỏng đƣợc trỡnh bày trờn Hỡnh 4.2 đó cho thấy cấu trỳc eSRR cú hai đỉnh hấp thụ ở 11.4 GHz và 16.1 GHz. Sai khỏc khụng đỏng kể về tần số của hai đỉnh hấp thụ so với kết quả đƣợc cụng bố trong [45] cú thể do một vài khỏc biệt về tham số đầu vào của bài toỏn mụ phỏng.
(a) (b)
Hỡnh 4.3. Kết quả mụ phỏng phổ tiờu tỏn năng lượng trong lớp điện mụi cấu trỳc eSRR: (a) ở tần số 11.4 GHz và (b) ở tần số 16.1 GHz
Hỡnh 4.3 (a) và (b) trỡnh bày kết quả mụ phỏng phổ tiờu tỏn năng lƣợng trờn lớp điện mụi của cấu trỳc eSRR đƣợc theo dừi tƣơng ứng ở tần số 11.4 GHz và 16.1
GHz, cho thấy rừ từng đỉnh hấp thụ đƣợc gõy ra do đúng gúp của cấu trỳc tƣơng ứng (cú năng lƣợng tiờu tỏn lớn trờn hỡnh vẽ). Điều này cú thể đƣợc giải thớch là, ụ cơ sở của cấu trỳc MPA này đƣợc phõn thành hai nửa, lần lƣợt tƣơng ứng với trƣờng hợp i) trục dọc cấu trỳc vũng cộng hƣởng cơ bản trựng với phƣơng ⃗ và trƣờng hợp ii) trục dọc cấu trỳc vũng cộng hƣởng cơ bản vuụng gúc với phƣơng ⃗ . Ở trƣờng hợp i) tần số cộng hƣởng là 16.1 GHz, cũn trƣờng hợp ii) tần số cộng hƣởng là 11.4 GHz. Ở cỏc tần số cộng hƣởng này, năng lƣợng súng điện từ đƣợc chuyển thành dũng điện trờn cấu trỳc kim loại. Cấu tạo của cấu trỳc tạo ra sự chờnh lệch điện trƣờng lớn giữa cỏc thành phần trờn cựng lớp cấu trỳc, điển hỡnh là trƣờng hợp thứ hai; và chờnh lệch điện trƣờng lớn giữa cỏc lớp cấu trỳc, điển hỡnh là trƣờng hợp thứ nhất. Điều đú tạo ra cỏc dũng điện chạy giữa những điểm chờnh lệch điện trƣờng, mất mỏt về điện trong hai trƣờng hợp này tƣơng ứng với Hỡnh 4.3 (a) và Hỡnh 4.3 (b). 12 13 14 15 16 17 18 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Thực nghiệm Mô phỏng H ấ p t h ụ Tần số (GHz)
Hỡnh 4.4. Phổ hấp thụ mụ phỏng và thực nghiệm của cấu trỳc eSRR
Với kết quả mụ phỏng khả quan nờu trờn, cấu trỳc eSRR đó đƣợc đƣa vào chế tạo và đo đạc. Hỡnh 4.1 (c) là ảnh chụp mẫu eSRR chế tạo đƣợc. Phổ hấp thụ đƣợc tớnh toỏn từ kết quả đo đạc tƣơng đối trựng khớp với phổ hấp thụ mụ phỏng, đƣợc trỡnh bày trờn Hỡnh 4.4. Do hệ phõn tớch mạng vộc tơ chỉ cú thể khảo sỏt ở dải tần số từ 12 ữ 18 GHz, kết quả trờn Hỡnh 4.4 chỉ cho ta thấy đỉnh hấp thụ thứ hai. Qua cỏc kết quả trờn đõy, chỳng ta cú thể nhận thấy cỏc ƣu điểm của cấu trỳc eSRR đó đƣợc
khẳng định qua thực nghiệm, đú là: dễ chế tạo và dễ đo đạc. Tuy nhiờn, cấu trỳc eSRR vẫn tồn tại một số nhƣợc điểm sau:
- Hai đỉnh hấp thụ riờng biệt, khụng tạo đƣợc ƣu thế rừ ràng cho mục đớch hấp thụ súng điện từ dải rộng.
- Cấu trỳc tƣơng đối thanh mảnh cú thể gõy sai số chế tạo lớn, nhất là đối với cỏc mẫu hoạt động ở cỏc vựng tần số cao hơn.
- Việc cú quỏ nhiều tham số hỡnh học cũng gõy khú khăn cho khảo sỏt tựy biến tớnh chất.
Những nhƣợc điểm trờn của cấu trỳc eSRR, cựng với cỏc kết quả nghiờn cứu đạt đƣợc với cấu trỳc thanh kim loại hết sức đơn giản, hiệu quả nhƣ đó trỡnh bày trong chƣơng 3 là tiền đề để chỳng tụi tiến hành nghiờn cứu cấu trỳc MPA hấp thụ dải rộng sử dụng hai thanh kim loại so le.