NESNELERİN İNTERNETİ (IOT) UYGULAMALARI İÇİN POLARİZASYONDAN BAĞIMSIZ METAMALZEME EMİCİ TABANLI ENERJİ HASATLAMA

Ayşe İncesu Dokumacı; Muharrem Karaaslan; Vedat Özkaner

doi:10.17780/ksujes.1138488

NESNELERİN İNTERNETİ (IOT) UYGULAMALARI İÇİN POLARİZASYONDAN BAĞIMSIZ METAMALZEME EMİCİ TABANLI ENERJİ HASATLAMA

Öz

Bu çalışmada Nesnelerin İnterneti (IoT) için metamalzeme emici tabanlı enerji hasatlayıcı önerilmiştir. Önerilen metamalzeme yapının ön yüzeyi bakır rezonatör ile dielektrik malzemeden ve arka yüzey de tamamen bakırdan oluşmaktadır. Önerilen metamalzeme tabanlı emici 2.44 GHz ve 4.33 GHz mikrodalga frekanslarında çalışmaktadır. Bu çalışmada enine elektrik (TE), enine manyetik (TM) ve enine elektromanyetik (TEM) modları sayısal olarak incelenmiş ve emilim değerleri karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada Sonlu Entegrasyon Tekniği (FIT) tabanlı simülasyon programı kullanılmış ve FIT tabanlı simülasyon sonuçlarına göre 2.44 GHz'de emilim tepe noktası yaklaşık %90 ve 4.33 GHz frekansta ise emilim tepe noktası %98'dir.Sunulan yapının sinyal emici özelliği sayesinde hapsolan elektromanyetik enerji yerleştirilen dirençler üzerinden elektrik enerjisine dönüştürülmüştür. Böylece önerilen metamalzeme emici tabanlı enerji hasatlayıcı yapı ile elektromanyetik dalgaların enerji emilimi ve dönüşümü daha küçük yapılarla daha verimli sonuçlar sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

References

Amiri, M., Tofigh, F., Shariati, N., Lipman, J., & Abolhasan, M. (2019). Miniature tri‐wideband Sierpinski–Minkowski fractals metamaterial perfect absorber. IET Microwaves, Antennas & Propagation, 13(7), 991-996. https://doi.org/10.1049/iet-map.2018.5837
Bağmancı, M., Karaaslan, M., Altıntaş, O., Karadağ, F., Tetik, E., & Bakır, M. (2018). Wideband metamaterial absorber based on CRRs with lumped elements for microwave energy harvesting. Journal of microwave power and electromagnetic energy, 52(1), 45-59. https://doi.org/10.1080/08327823.2017.1405471
Bakir, M., Karaaslan, M., Akgol, O., Altintas, O., Unal, E., & Sabah, C. (2018). Sensory applications of resonator based metamaterial absorber. Optik, 168, 741-746. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.05.002
Bakir, M., Karaaslan, M., Dincer, F., Akgol, O., & Sabah, C. (2016). Electromagnetic energy harvesting and density sensor application based on perfect metamaterial absorber. International Journal of Modern Physics B, 30(20), 1650133. https://doi.org/10.1142/S0217979216501332
Biswas, A., Hamidi, S. B., Biswas, C., Roy, P., Mitra, D., & Dawn, D. (2018). A novel CMOS RF energy harvester for self-sustainable applications. In 2018 IEEE 19th Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON) (pp.1-5). IEEE.
Costa, F., Genovesi, S., Monorchio, A., & Manara, G. (2013). Low-cost metamaterial absorbers for sub-GHz wireless systems. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 13, 27-30. https://doi.org/10.1109/LAWP.2013.2294791
Dincer, F., Bakir, M., Karaaslan, M., Delihacioglu, K., & Sabah, C. (2016). Perfect Metamaterial absorber based energy harvesting application in ISM Band. International Journal of Business and Technology, 4(2), 5. https://doi.org/10.33107/ubt-ic.2015.91
Hajizadegan, M., Ahmadi, V., & Sakhdari, M. (2013). Design and analysis of ultrafast and tunable all optical metamaterial switch enhanced by metal nanocomposite. Journal of lightwave technology, 31(12), 1877-1883. https://doi.org/10.1109/JLT.2013.2261854

Karaaslan, M., Bağmancı, M., Ünal, E., Akgol, O., & Sabah, C. (2017). Microwave energy harvesting based on metamaterial absorbers with multi-layered square split rings for wireless communications. Optics Communications, 392, 31-38. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2017.01.043
Kaur, K. P., Upadhyaya, T., Palandoken, M., & Gocen, C. (2019). Ultrathin dual‐layer triple‐band flexible microwave metamaterial absorber for energy harvesting applications. International Journal of RF and Microwave Computer‐Aided Engineering, 29(1), e21646. https://doi.org/10.1002/mmce.21646
Liu, Z., Liu, X., Wang, Y., Liu, G., & Tang, C. (2020). Silicon antennas metasurface based light absorber with quantitatively adjustable operating frequency and intensity. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 27(1), 1-6. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2020.2987179
Mattsson, M., Kolitsidas, C. I., & Jonsson, B. L. G. (2018). Dual-band dual-polarized full-wave rectenna based on differential field sampling. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 17(6), 956-959. https://doi.org/10.1109/LAWP.2018.2825783
Redo-Sanchez, A., Laman, N., Schulkin, B., & Tongue, T. (2013). Review of terahertz technology readiness assessment and applications. Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 34(9), 500-518. https://doi.org/10.1007/s10762-013-9998-y
Shang, S., Yang, S., Shan, M., Liu, J., & Cao, H. (2017). High performance metamaterial device with enhanced electromagnetic energy harvesting efficiency. AIP Advances, 7(10), 105204. https://doi.org/10.1063/1.5002165
Unal, E., Dincer, F., Tetik, E., Karaaslan, M., Bakir, M., & Sabah, C. (2015). Tunable perfect metamaterial absorber design using the golden ratio and energy harvesting and sensor applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 26(12), 9735-9740. https://doi.org/10.1007/s10854-015-3642-7
Wang, B. X., Zhai, X., Wang, G. Z., Huang, W. Q., & Wang, L. L. (2014). Design of a four-band and polarization-insensitive terahertz metamaterial absorber. IEEE Photonics Journal, 7(1), 1-8. https://doi.org/ 10.1109/JPHOT.2014.2381633

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Electrical Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Ayşe İncesu Dokumacı ^*
0000-0001-9746-1935
Türkiye

Muharrem Karaaslan
0000-0001-8293-0022
Türkiye

Vedat Özkaner
0000-0003-0923-1959
Türkiye

Publication Date

September 3, 2022

Submission Date

June 30, 2022

Acceptance Date

August 9, 2022

Published in Issue

Year 1970 Volume: 25 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1138488

IZ

https://izlik.org/JA35CK64ZC

Cite

RIS / Bibtex

APA

İncesu Dokumacı, A., Karaaslan, M., & Özkaner, V. (2022). NESNELERİN İNTERNETİ (IOT) UYGULAMALARI İÇİN POLARİZASYONDAN BAĞIMSIZ METAMALZEME EMİCİ TABANLI ENERJİ HASATLAMA. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(3), 461-471. https://doi.org/10.17780/ksujes.1138488