• cristalli fotonici
• HFSS
• lente di Luneburg

Questo lavoro di tesi ha come obiettivo lo studio e la progettazione di un dispositivo in grado di controllare e variare in modo dinamico l’angolo di puntamento di un’antenna utilizzando superfici strutturate. Per tale scopo si studierà una guida d’onda caratterizzata da una superficie di post metallici posta tra due piastre metalliche parallele e infinite. Il principio utilizzato è quello della legge di Snell, in base al quale l’angolo di radiazione può essere variato attraverso la transizione tra due mezzi con indice di rifrazione diverso. Variando l’altezza dei post metallici o attraverso l’inserzione di difetti nella periodicità, si dimostra che è possibile cambiare le caratteristiche di propagazione dell’onda e in particolare la direzione del fascio del campo elettromagnetico. La superficie strutturata di post metallici presenta dunque caratteristiche elettromagnetiche equivalenti di un mezzo dielettrico con costante dielettrica effettiva. Una volta eseguite le simulazioni per diversi valori di altezza dei post, abbiamo potuto realizzare una tabella di corrispondenza tra altezza dei post e la costante dielettrica effettiva. Sfruttando i dati della tabella abbiamo disegnato la prima parte del dispositivo, ovvero, una superficie strutturata di post metallici con caratteristiche equivalenti di un materiale dielettrico. Il lavoro successivo ha avuto come obiettivo quello di eliminare le approssimazioni introdotte in ambiente di simulazione, come le condizioni al contorno ideali, in modo da rendere il dispositivo più realistico. A tale scopo, per irradiare l’onda si è studiato e simulato una struttura in guida d’onda “ridge gap” tra due piastre metalliche parallele. Rispetto alle guide d’onda rettangolari, una guida d’onda “ridge gap” è caratterizzata dalla presenza di uno o più rami metallici – detti ridge – al suo interno, e da una rete di post laterali che permette di conseguire una elevata impedenza superficiale e obbligare l’onda a seguire il percorso rettilineo del ridge. Sulla piastra superiore abbiamo inserito un “array di coppie di slot radianti parallele” per permettere la riduzione al tempo stesso di eventuali fenomeni di riflessione. Infine è stato necessario adattare un tipo di alimentazione specifico, in guida d’onda rettangolare e con slot longitudinali, per poter alimentare dal basso il dispositivo. I distinti blocchi verranno studiati e adattati separatamente per poi essere assemblati e simulati in un unico modello per una analisi accurata delle caratteristiche e dei risultati conseguiti.
È importante precisare che tutte le simulazioni effettuate si riferiscono a delle strutture di post metallici fisse di cui abbiamo modificato l’altezza in modo manuale per cambiare l’angolo di puntamento. Considerando le piccole dimensioni del dispositivo (pochi centimetri), tutt'oggi non esiste una tecnologia appropriata che permetta di realizzare un meccanismo in grado di modificare dinamicamente le dimensioni dei post metallici. Tuttavia, l’idea è che in un futuro, grazie agli studi effettuati in questo progetto e con il progresso della tecnologia, si possa realizzare un unico dispositivo capace di svolgere differenti funzioni agendo unicamente sull'altezza dei post metallici.