Analisi Numerica di Metasuperfici Planari Riconfigurabili che sfruttano Nanomateriali Tunabili

Questa tesi si occupa di descrivere lo studio di una metasuperficie planare riconfigurabile, operante nella banda frequenziale a 5.8 GHz ,che sfrutta materiali innovativi, a basso costo e a basso consumo di potenza per generare riflessioni anomale del fascio d’onda incidente in maniera dinamica. I metamateriali sono compositi artificiali aventi una struttura tridimensionale periodica, progettata per produrre un materiale non disponibile in natura che possiede delle proprietà elettromagnetiche anomale promettenti. Alcune caratteristiche che rendono i metamateriali interessanti sono le piccole dimensioni delle strutture elementari comparate alla lunghezza d’onda della radiazione elettromagnetica con cui esse interagiscono e la periodicità con cui queste strutture elementari vengono replicate. Nel primo capitolo di questo elaborato vengono introdotte le tematiche che riguardano i metamateriali, le limitazioni di queste strutture e quindi l’utilizzo di strutture semplificate come le metasuperfici. E’ posta particolare attenzione alla tematica della riconfigurabilità che in questo studio viene trattata in diversi modi: tramite capacità variabili e tramite materiali ferroelettrici. Il secondo capitolo descrive la progettazione delle celle elementari definendo il caso di studio sul quale ci siamo concentrati ed è fornita un'analisi dei risultati di fase dell’onda piana riflessa dalla metasuperficie al variare della capacità inserita nella struttura elementare. Vengono inoltre presentati alcuni risultati sperimentali del comportamento capacitivo di materiali ferroelettrici che verranno usati, come l’ossido di afnio zirconio. Il terzo capitolo è dedicato alla trattazione dei risultati ottenuti a riguardo dei diagrammi di radiazione per le differenti configurazioni di celle unitarie di cui è composta la MS 20x20 progettata, sottolineando le capacità da beam steerer. Vengono inoltre discussi i risultati della simulazione EM relativi all’antenna utilizzata come feeder.