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Enregistrement W3011461807 · doi:10.22215/etd/2020-13943

Multi-Layer Aperiodic Dielectric Stack Structures for High Performance Electromagnetic Spectral Shaping from mm-Wave to mid-IR Frequencies

2020· dissertation· en· W3011461807 sur OpenAlexaff
Joseph Botros

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Antenna and Metasurface Technologies
Établissements canadiensCarleton University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAperiodic graphMaterials scienceDielectricFabricationOptoelectronicsCommon emitterBandwidth (computing)Stack (abstract data type)OpticsElectronic engineeringEngineeringComputer sciencePhysicsTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Multi-layered stacked dielectric devices provide the mechanism of using resonance cavities, based on Fabry-Perot interferometer theory, for spectral shaping for filtering or beam emission purposes.This thesis describes the completion of two projects to demonstrate the capabilities of such structures.The first focused on the design and fabrication of a stacked dielectric structure to achieve a broadband filtering response at millimeter-wave (mm-wave) frequencies.The measured structure consists of a periodic arrangement of different dielectric materials (aperiodic designs demonstrated in simulation) to exhibit a bandpass (BP) response.These structures are designed using a transmission line (t-line) model and confirmed with full-wave simulations.Compared to standard printed circuit board (PCB) fabrication, stacked dielectric structures are expected to exhibit better loss performance, due to absence of metallic patterns, and are easier to fabricate at mm-waves because of the absence of constraints from PCB line-width/gap dimension tolerances.An example structure was designed, fabricated, and measured with a center frequency 57 GHz consisting of three dielectric slabs and two air gaps.ANSYS FEM-HFSS simulations of this structure show well-matched BP performance, insertion loss of less than 1 dB, and a 3-dB bandwidth of 4.5 GHz.Measurement of the fabricated structure shows excellent performance and correlation with simulation.The second project focused on the design, fabrication, and direct thermal testing of a multi-layer aperiodic all-dielectric thermal emitter, with its high quality factor (Q-factor) and emissivity properties being experimentally demonstrated for carbon dioxide gas sensing applications.Using a 7-layer dielectric stack consisting of alternating layers of silicon and silicon dioxide, backed by a metallic ground plane, an emittance of 0.7 and Q-factor of 113 is achieved at 70°C.This is the first time a direct thermal testing of such a structure is reported, thereby showing narrowband emission properties of such structures when heated above room temperatures.An all-dielectric stack is thus found to be a simple, deposition-based, structure that does not require any lateral mask preparation as the frequency selectivity is achieved using an aperiodic arrangement of alternating dielectrics with contrasting permittivities.For both projects, superior performance of the aperiodic stacked dielectric structures over their periodically stacked counterparts is demonstrated using numerical examples.I present this thesis as a testimony to the power of the Lord, God and Savior, Jesus Christ.We are granted gifts of locomotion through our limbs, intellect through the use of our minds, and the resources of society through our great nation of Canada.Without these gifts, this thesis would not have been possible, so I thank our God for facilitating the successful completion of this work.I thank His Saints, in particular, the ever-virgin Holy Theotokos Saint Mary, and Saint Menas, the Wonderworker.Foremost, I am grateful and indebted to my supervisors Prof. Shulabh Gupta and Prof. Rony E. Amaya.I thank Prof. Amaya for opening the gateways to many interesting and novel paths of research in Electrical Engineering and for providing avenues to pursue that research through his excellent network of connections in research and in industry.I also thank Prof. Gupta for providing continuous feedback, advice, and guidance which kept me continually progressing in my research up to the completion of my thesis.My supervisors' energy, passion for their work, and momentum in their research helped me grow as a better person, becoming a deserved recipient of a Master's degree.I would also like to thank Prof. Niall Tait

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,032
Tête enseignante GPT0,249
Écart entre enseignants0,216 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
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Résumé présentoui

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