جرت في معهد الليزر للدراسات العليا جامعة بغداد مناقشة رسالة الماجستير الموسومة
“تصميم الهوائي النانوي بناءً على النظرية الكمومية للتطبيقات الحديثة “
“Nano Antenna Designs Based On Quantum Theory For Modern Application“
للطالب احمد عماد سليم جواد ، وباشراف مساعد دكتور جواد عبد الكاظم حسن.
مع زيادة الطلب على التطبيقات عالية الأداء في نطاقات التردد التيراهيرتز (THz) والترددات البصرية، أُجري الكثير من الأبحاث لتطوير تصاميم مبتكرة للهوائيات تعزز أنظمة الاتصالات. وبرزت الهوائيات النانوية، خاصة في المجال البلازموني، كمكونات رئيسية في مواجهة هذه التحديات. تقدم هذه الدراسة تصميم ومحاكاة هيكلين متقدمين للهوائيات النانوية باستخدام برنامج CST Studio Suite، مع التركيز على تحسين أنظمة الاتصالات البصرية. تعتمد هذه التصاميم على تقنيات المواد (metamaterials) ومبادئ الكم لتحسين الأداء في ترددات التيراهيرتز والترددات البصرية.
تصميم الهوائيات والنمذجة الهوائي النانوي الأول يعتمد على المواد الفوقية وهو مصمم للعمل عند تردد 192.8 تيراهيرتز، ضمن النطاق الأوسع الذي يمتد من 192 تيراهيرتز إلى 195 تيراهيرتز. يتميز هذا الهوائي المبني على المواد الفوقية بأداء ممتاز، حيث يحقق كسبًا أقصى قدره 62 ديسيبل عند تردد 192.8 تيراهيرتز. تشمل المقاييس الرئيسية للأداء قيمة S11 أقل من -10 ديسيبل ونسبة الموجة الواقفة للجهد (VSWR) البالغة 1.2، مما يشير إلى كفاءة عالية في نقل الإشارات. يلعب هذا الهوائي دورًا كبيرًا في حصر الموجات الكهرومغناطيسية ضمن أبعاد أقل من الطول الموجي، وهو أمر حاسم في تحسين أداء أنظمة الاتصالات عند هذه الترددات العالية.
أما التصميم الثاني للهوائي، فيركز على دمج نظرية الكم، باستخدام مكثف كمي. يسمح هذا النهج بضبط التردد عبر نطاق 40 تيراهيرتز دون الحاجة إلى أي تغييرات في الأبعاد الفيزيائية للهوائي. يتم تحقيق هذه القدرة على ضبط التردد من خلال تعديل الجهد الكيميائي للمكثف الكمي، مما يمكن الهوائي من العمل كجهاز إرسال بصري قابل لإعادة التشكيل. يساهم مصفوفة الهوائيات المستخدمة في هذا التصميم بشكل كبير في تحسين الأداء، حيث يصل الكسب إلى 54280 ديسيبل. تتيح هذه المصفوفة التحكم الدقيق في نمط الإشعاع، مع قدرة على توجيه الحزمة تصل إلى ±77° عبر تعديل إزاحة الطور بين عناصر المصفوفة. تمكن هذه القدرة على توجيه الحزمة الهوائي من التكيف بشكل كبير مع مختلف سيناريوهات الاتصال، خاصة في نطاق 500 تيراهيرتز.
