11055

11055

طراحي و تحليل آنتن‌هاي آرايه انعكاسي عايقي

دكتري

برق - مخابرات

آبان 1391

آبان 1391

دكتر خلج اميرحسيني

چكيده منعكس كننده‌ها بطور گسترده براي اصلاح الگوي تشعشعي عناصر تشعشع كننده و افزايش بهره آنها بكارمي‌روند. نوع جديد منعكس كننده‌ها، آنتن‌هاي آرايه‌ انعكاسي با ساختار مسطح هستند. آنتن‌هاي آرايه انعكاسي، از آرايه‌اي تخت از عناصر انعكاس‌دهنده‌ تشكيل شده‌اند كه با وجود برخورداري از سطحي بدون انحنا، هر عنصر در آرايه طوري طراحي مي‌شود كه تغيير فاز مناسب را در موج انعكاسي نسبت به موج تابشي ايجاد كند تا در نهايت موجي هم‌فاز در جهت مطلوب شكل گيرد. عناصر انعكاس‌دهنده رايج در اين نوع آنتن‌ها، پچها هستند كه بصورت شبكه‌اي متناوب در سطح انعكاس‌دهنده جاي مي‌گيرند. در اين رساله نوع جديدي از آنتن‌هاي آرايه انعكاسي با عناصرانعكاسي عايقي معرفي مي‌شوند. اين نوع از آرايه‌هاي انعكاسي با توجه به بكار گيري عناصر عايقي داراي تلفات هادي به مراتب كمتري از آرايه‌هاي انعكاسي چاپي هستند. به خصوص در امواج ميليمتري كه تلفات هادي به عامل اصلي تلفات تبديل مي‌شود. عدم حضور امواج سطحي، پهناي باند بالا و بازدهي تشعشعي بيشتر از ديگر مزاياي اين نوع عناصر عايقي در مقايسه با عناصر پچ است. در اين رساله دو نوع ساختار متفاوت از آرايه انعكاسي عايقي معرفي مي‌شوند. يك ساختار مبتني بر لايه دي‌الكتريك با مشخصات متغير ( همچون ضريب دي‌الكتريك و ضخامت) استوار است و ساختار ديگر با استفاده از عناصر تشديدگر عايقي پياده‌سازي مي‌شود. با استفاده از تكنيك لايه دي‌الكتريك با مشخصات متغير، ساختارهاي جديد آنتن‌هاي آرايه انتقالي نيز ارائه مي‌گردد. براي طراحي اين نوع ساختارها يك روش مبتني بر تكنيك خط انتقال معرفي مي‌شود، كه ضمن ساده بودن از سرعت بالايي نيز برخوردار است. همچنين روش تفاضل محدود در حوزه زمان نيز به منظور بررسي صحت روش طراحي پيشنهادي بكار مي‌رود. تحليل تمام موج آنتن‌هاي آرايه‌اي با توجه به بزرگ بودن ابعاد و بالا بودن تعداد عناصر، كاري بسيار زمانبر است كه حتي اكثر نرم افزارهاي تجاري موجود از عهده آن بر نمي‌آيند. در اين رساله يك روش تحليل غير تمام موج با مدل كردن سطح آنتن آرايه بصورت سطح يك آنتن روزنه‌اي ارائه مي‌شود. زمان اجراي كم روش مذكور اين امكان را فراهم مي‌آورد تا بتوان از فرايند بهينه سازي جهت سنتز پترن استفاده كرد. با بكارگيري اين روش تحليل، الگوي مجذور كسكانت نيز براي آنتن‌‌هاي آرايه انعكاسي و آرايه انتقالي پياده‌سازي مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي : آرايه انعكاسي، آرايه انتقالي، عناصر تشديدگر عايقي.