Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE (operating at optical frequencies G02B; aerials H01Q; [N: modulating electromagnetic waves in transmission line, waveguide, cavity resonator or radiation field of aerial H03C7/02]; networks comprising lumped impedance elements H03H)
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] V.G. Veselago, "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of and ", Soviet Physics Uspeki, vol. 10, n. 4, pp. 509-514, 1968.

[2] J. B. Pendry, "Negative refraction makes a perfect lens", Phys. Rev. Lett., Vol. 85, No. 18, pp. 3966-3969, 2000.

[3] J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, and W.J. Stewart, "Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 47, pp. 2075-2081, Nov. 1999.

[4] .B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, and W.J. Stewart, "Low frequency plasmons in thin wire structures," Phys. Condens. Matter, Vol. 10, pp. 4785-4809, 1998.

[5] R.A. Shelby, D.R. Smith, and S. Shultz, "Experimental verification of a negative index of refraction," Science, Vol. 292, No. 5514, pp. 77-79, 2001.

[6] D.R. Smith, W.J. Padilla, D.C. Vier, S.C. Nemat-Nasser, and S. Shultz, "Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity," Phys. Rev. Lett., Vol. 84, No. 18, pp. 4184-4187, 2000.

[7] R.A. Shelby, D.R. Smith, S.C. Nemat-Nasser, and S. Shultz, "Microwave transmission through a two-dimensional, isotropic, left-handed metamaterial," Appl. Phys. Lett., Vol. 78, No. 4, pp. 489-491, 2001.

[8] N. Engheta, "An idea for thin subwavelength cavity resonators using metamaterials with negative permittivity and permeability," IEEE Antennas and Wireless Propagat. Lett., Vol. 1, pp. 10-13, 2002.

[9] R.W. Ziolkowski and E. Heyman, "Wave propagation in media having negative permittivity and permeability," Phys. Rev. E, Stat. Phys. Plasmas Fluids Relat. Interdiscip. Top., Vol. 64, No.5, p. 056 625, Oct. 2001.

[10] Grbic et al., "Experimental verification of backward-wave radiation from a negative refractive index", J. Appl. Phys., 92 (10), 5930 (2002).

[11] G. Shvets, "Photonic approach to making a material with a negative index of refraction", Phys. Rev. B, 67, 035109 (2003).

[12] D. Sievenpiper, L. Zhang, R. F. J. Broas, N. G. Alexopolus, and E. Yablonovitch, "High-impedance electromagnetic surfaces with a forbidden frequency band," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 47, pp. 2059-2074, Nov. 1999.

[13] A. S. Barlevy and Y. Rahmat-Samii, "Characterization of electromagnetic band-gaps composed of multiple periodic tripods with interconnecting vias: Concept, analysis, and design," IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 49, pp. 342-353, March 2001.

[14] J. S. Colburn and Y. Rahmat-Samii, "Patch antennas on externally perforated high dielectric constant substartes," IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 47, pp. 1785-1794, Dec. 1999.

[15] F. Yang and Y. Rahmat-Samii, "Microstrip antennas integrated with electromaggnetic band-gap (EBG) structures: A low mutual coupling design for array applications," IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 51, pp. 2939-2949, Oct. 2003.

[16] F.R. Yang, K.P. Ma, Y. Qian, and T. Itoh, "A novel TEM waveguide using uniplanar compact photonic-bandgap (UC-PBG) structure," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 47, pp. 2092-2098, Nov. 1999.

[17] F. R. Yang, K. P. Ma, Y. Qian, T. Itoh, "A novel TEM Waveguide Using Uniplanar Photonic-Bandgap (UC-PGB) Structure," IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol.47, n.11, Nov. 1999.

[18] A. Monorchio, G. Manara, L. Lanuzza, "Synthesis of Artificial Magnetic Conductors by Using Multilayered Frequency Selective Surfaces," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 1, Issue 11, p. 196:199, 2002.

[19] F.Yang, Y.Rahmat-Samii "Reflection Phase Characterizations of the EBG Ground Plane for Low Profile Wire Antenna Applications", Antennas and Propagation, IEEE Transactions on ,Volume: 51 ,Issue: 10 ,Oct. 2003 pp 269 -2703.

[20] U. Serra, S. Genovesi, A. Monorchio, G. Manara; "Sintesi di Superfici ad Alta Impedenza per Antenne a Basso Profilo", Atti della Quindicesima Riunione Nazionale di Elettromagnetismo, XIV RiNEM, Cagliari, 13-16 Settembre 2004, pp. 61:64.

[21] A. Monorchio, G. Manara, S. Genovesi, U. Serra, "Antenna a basso profilo su piano conduttore magnetico artificiale", Brevetto No. PI/2005/A/00005, Italy, Data di rilascio: 12/5/2005.

[22] L. Lanuzza, A. Monorchio, D. J. Kern, D. H. Werner, "A Robust GA-FSS Technique for the Synthesis of Optimal Multiband AMCs with Angular Stability," Proc. of 2003 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Columbus, Ohio, June 22-27 2003, vol. 2, pp. 419:422.

[23] A. Monorchio, L. Lanuzza, G. Manara, "Design of High-Impedance Screens by Using Multilayered Frequency Selective Surfaces," Proc. of 2003 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Columbus, Ohio, June 22-27 2003, vol. 2, pp. 415:418.

[24] A. J. Moulson and J. M. Herbert. Electroceramics, Chapman & Hall, London 1990.

[25] M. A. Subramanian, Dong Li, N. Duan, B. - A. Reisner and A. W. Sleight, J. Solid State Chem., 151, 323 (2000).

[26] A. P. Ramirez, M. A. Subramanian, M. Gardel, G. Blumberg, D. Li, T. Vogt, S. M. Shapiro, Solid State Comm., 115, 217 (2000).

[27] M. A. Subramanian, A. W. Sleight, Solid State Sci., 4, 347 (2002).

[28] A. Kocot, R. Wrzalik, J. K. Vij, M. Brehemer and R. Zentel, "Dielectric and electro-optical studies of a ferroelectric copolysiloxane", Phys. Rev. B, 50 (22), 16346 (1994).

[29] J. J. Zanna, H. T. Nguyen, J. P. Parneix, G. Ru and M. Mauzac, "Dielectric properties of side chain liquid crystalline elastomers: influence of crosslinking on side chain dynamics", Eur. Phys. J., B 10, 345 (1999).

[30] E. Gebhard, R. Zentel, "Ferroelectric liquid crystalline elastomers, 1 Variation of network topology and orientation", Macromol. Chem. Phys., 201 (8), 902 (2000).

[31] S. K. Kundu, B. K. Chaudhuri, A. Seed, A. Jakli, "Dielectric relaxation behavior of a liquid crystal showing an unusual type of antiferroelectric-ferroelectric-antiferroelectric phase sequence", Phys. Rev. E, 67, 41704 (2003).

[32] C. Huang, Q. Zhang, A. Jackli, "Nematic AnisotropicLiquid-Crystal Gels-Self-Assembled Nanocomposites with High Electro-Mechanical Response", Adv. Func. Mat., 13 (7), 525 (2003).

[33] Z. Bao, A. Lovinger and A. Dodabalapur, "Highly ordered vacuum-deposited thin films of metallophthalocyanines and their application in field-effect transistors", Adv. Mater., 9, 42 (1997).

[34] T. Tominaga, K. Hayashi, and N. Toshima, "Accelerated hole transfer by double-layered metallophthalocyanine thin film for effective electroluminescence", Appl. Phys. Lett., 70, 762 (1997).

[35] Q. M. Zhang, V. Bharti and X. Zhao, "Giant electrostriction and relaxor ferroelectric behavior in electron-irradiated poly(vinylidene fluoride-trifluofoethylene) copolymer", Science, 280, 2101 (1998).

[36] Z.-Y. Cheng et al., "Electrostrictive poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) copolymers", Sens. Actuat. A, 90, 138 (2001).
Parole Chiave
METAMATERIALI, ANTENNE, DISPOSITIVI A MICROONDE, MATERIALI DIELETTRICI, MATERIALI CERAMICI, MATERIALI COMPOSITI FERROELETTRICI

Realizzazione di metamateriali mediante superfici selettive in frequenza e materiali ad alta costante dielettrica per antenne e dispositivi a microonde ad elevata miniaturizzazione.

Università di Pisa
Abstract
Il Progetto di Ricerca ha lo scopo di sviluppare nuovi materiali speciali (metamateriali) per la realizzazione di conduttori magnetici artificiali (Artificial Magnetic Conductors, AMC) nella banda delle microonde, con applicazione alla tecnologia delle antenne e dei dispositivi ad alta frequenza. Lo studio, di carattere interdisciplinare, riguarderà sia la progettazione elettromagnetica del metamateriale, sia la sua realizzazione pratica finalizzata alla messa a punto di un prototipo innovativo di antenna miniaturizzata.
Sulla base di precedenti esperienze delle unità di ricerca partecipanti al progetto, uno schermo che si comporta da conduttore magnetico perfetto su un’assegnata banda frequenziale può essere realizzato ricorrendo a strutture dielettriche multistrato, caratterizzate da costanti dielettriche relative elevate e disposte su un piano di massa metallico, interponendo fra i vari strati di materiale dielettrico omogeneo delle opportune superfici selettive in frequenza. Queste ultime consistono semplicemente in una distribuzione periodica di elementi metallici di forma e dimensioni specifiche, stampati sulle facce di interconnessione dei substrati dielettrici componenti la struttura stratificata. Il progetto prevede in particolare alcuni aspetti innovativi, fortemente legati alla complementarità delle competenze tecnico/scientifiche delle unità di ricerca partecipanti. In particolare, possono essere messi in evidenza i seguenti obiettivi, che danno risalto >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giuliano Manara Università degli Studi di PISA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Scopo principale del Programma di Ricerca è quello di modelizzare dal punto di vista elettromagnetico, progettare, realizzare e caratterizzare sperimentalmente alcune tipologie di metamateriali. In particolare, l’attenzione è rivolta a metamateriali che possano consentire la realizzazione di schermi che si comportino, su preassegnate bande di frequenza, come piani conduttori magnetici perfetti. La progettazone sarà affrontata facendo ricorso a superfici selettive in frequenza (Frequency Selective Surfaces, FSS), stampate con tecniche fotolitografiche classiche sulle interfacce di separazione fra i diversi strati della struttura multistrato di supporto.
Fra i principali obiettivi del Programma di Ricerca rientrano la progettazione e la preparazione di nuovi materiali dielettrici ad elevata costante dielettrica e caratterizzati da bassi valori della tangente di perdita. Tali materiali saranno utilizzati per realizzare le strutture stratificate precedentemente menzionate. Gli schermi progettati saranno realizzati e sottoposti a test sperimentali per verificare che la loro risposta elettromagnetica sia coerente con il comportamento tipico dei conduttori magnetici artificiali (Artificial Magnetic Conductors, AMC), richiesto in fase di progetto.
Le ricadute applicative riguardano in modo specifico la tecnologia delle antenne ed i dispositivi a microonde. In particolare, l’attività di ricerca si propone anche di effettuare degli studi di prefattibilità su sensori e >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Negli ultimi anni, la comunità scientifica internazionale ha riservato un crescente interesse allo sviluppo di nuovi materiali artificiali, caratterizzati nella gamma delle microonde (o in quella delle frequenze ottiche) da comportamenti difficilmente reperibili (o addirittura inesistenti) in natura. Tali materiali sono stati comunemente definiti "metamateriali", in virtù delle particolari proprietà che contraddistinguono la loro risposta elettromagnetica. Rientrano nella classe dei metamateriali: 1) materiali che presentano ad una stessa frequenza valori negativi sia della costante dielettrica che della permeabilità magnetica (tali materiali sono detti di tipo "double negative", DNG); 2) materiali ad indice di rifrazione negativo (negative index of refraction, NIR); 3) materiali che hanno una struttura di tipo EBG (electromagnetic band gap); 4) superfici complesse come ad esempio piani di massa ad alta impedenza superficiale, che si comportano cioè come conduttori magnetici artificiali (artificial magnetic conductors, AMC). La risposta elettromagnetica dei suddetti materiali è spesso ottenuta includendo degli elementi metallici artificiali all'interno di un mezzo omogeneo oppure stampando o includendo ancora elementi metallici su superfici composte da substrati di materiale dielettrico con caratteristiche opportune. I materiali DNG in genere sono realizzati includendo elementi metallici in miniatura all'interno di volumi dielettrici omogenei >>>