Computational analysis, design and characterization of periodic metamaterial structures and synthesis of waveguide structures and planar antennas for microwave frequencies and wireless 5G communications

This doctoral thesis focuses on the numerical analysis of periodic metamaterial structures using the finite element method. A parameter retrieval technique is proposed, which combines the eigenvalue analysis and the field averaging at the unit cell boundaries. In addition, novel waveguide structures and fully planar antennas are designed and optimized in order to operate at wireless and microwave frequencies and potential usage in 5G network frequencies.Στα πλαίσια αυτής της διατριβής πραγματοποιήθηκε υπολογιστική ανάλυση περιοδικών διατάξεων μεταϋλικών με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Επίσης, προτάθηκε μία τεχνική εξαγωγής καταστατικών παραμέτρων τεχνητών μέσων που συνδυάζει την ανάλυση ιδιοτιμών και τη μεσοστάθμιση πεδίου στα όρια του μοναδιαίου κελιού. Τέλος, σχεδιάζονται και βελτιστοποιούνται διατάξεις κυματοδήγησης και επίπεδων κεραιών για ασύρματες μικροκυματικές συχνότητες και εν δυνάμει χρήση τους σε συχνότητες δικτύων 5G