10014

10014

طراحي و بهينه¬سازي آنتن‌ با تغذيه موج رونده غيريكنواخت با SLL -30dB و بهره 20dB

كارشناسي ارشد

مهندسي برق گرايش مخابرات – ميدان

اسفند 1390

اسفند 1390

دكتر فرخ حجت¬كاشاني

چكيده: طراحي دقيق و مطمئن آنتن، از اساسي ترين عوامل توفيق در عملكرد سيستمهاي مخابراتي امروزي است. در اين ميان، آرايه¬هاي شكافي، به دليل برخورداري از مزاياي قابل توجهي همچون: بازدهي، بهره و استحكام مكانيكي بالا، از جمله پركاربردترين نوع آرايه‌ها هستند كه در حوزه وسيعي از كاربردهاي مخابراتي و راداري مورد استفاده قرار مي¬گيرند. سادگي ساختار و روابط ميداني در موجبر مستطيلي، آن را به عنوان اولين گزينه براي آنتن¬هاي شكافي مطرح نموده و آرايه¬هاي متشكل از انواع آرايش شكاف در ديواره عريض و باريك موجبر در بسياري از كاربردها بكارگرفته شده است. روشي كه پيش از اين براي طراحي آرايه شكافهاي موجبري ارائه شده بود، مبتني بر محاسبات دستي و اندازه¬گيريهاي آزمايشگاهي بود كه علاوه بر نياز به صرف هزينه و زمان زياد، از دقت محدودي برخوردار است. با توسعه روشهاي عددي و بهينه¬سازي و در دسترس قرار گرفتن شبيه¬سازهاي قدرتمند، امكان ارتقاي الگوريتم طراحي مذكور و بهره¬گيري از نتايج دقيق شبيه¬سازي فراهم گرديد. در پروژه حاضر، هدف طراحي آرايه شكافي است كه با تغيير فركانس فضا را اسكن نمايد. با بهره¬گيري از روش طراحي آقاي اليوت و همچنين نرم¬افزارهاي شبيه¬ساز به طراحي بهينه يك آنتن آرايه شكافي پرداخته¬ايم. ابتدا با استفاده از نرم-افزار¬HFSS ادميتانس فعال را براي شكافهاي طولي بدست آورديم. مزيت اين كار اينست كه اولا قيد طراحي در فركانس 375/9 گيگاهرتز را كه درآن ادميتانس فعال شكافها توسط آقاي استگن محاسبه شده¬بود برداشته مي¬شود و ثانيا دقت كارهم بسيار بالا خواهد رفت. اين مقادير به¬ازاي 20 مقدار آفست و 20 مقدار مختلف براي طول شكاف¬ها محاسبه شدند و آنگاه منحني¬هايي شبيه به منحني-هاي آقاي استگن با درون¬يابي چندجمله¬اي MATLAB رسم كرديم.در ادامه سعي شد به¬ازاي 3 فركانس 9.5GHz و 10.5 GHz وفركانس مركزي 10GHz مقاديرطول آفست¬ها،طول شكاف¬ها و فاصله¬ي مراكزشكاف¬ها ازيكديگر را بهينه كنيم. درادامه با استفاده از الگوريتم دورگهGA و CG مقاديرمتغير¬ها را با استفاده ازمينيمم كردن مربعات¬خطا بهينه كرديم. اين متغيرها و توابع خطا شامل SLL وGainوVSWR وازهمه مهمتر دو فرمول آقاي اليوت بوده¬است. واژه هاي كليدي: روش كمترين مربعات، آنتن¬هاي شكافي موجبري، سنتز پرتو آرايه، بهينه¬سازي عددي، موجبر مستطيلي.