11901

11901

تحليل، طراحي، شبيه سازي و ساخت آنتن آرايه انعكاسي با قابليت سوئيچينگ پرتو در باند X-Ku

دكتري

برق- مخابرات ميدان

ارديبهشت ماه 1392

ارديبهشت ماه 1392

دكتر نادر كمجاني

چكيده مزايا و اهميت استفاده از آرايه انعكاسي در بخشهاي مختلف اين رساله مورد بررسي قرار مي¬گيرد. اين رساله را مي¬توان به دو بخش كلي تقسيم نمود: در بخش نخست تمركز بر روي افزايش پهناي باند بوده و به تحليل، طراحي، و شبيه¬سازي (و در يك مورد ساخت آرايه بازتابي) پرداخته مي¬شود. اين بخش با تحليل، طراحي و شبيه¬سازي عنصر آرايه انعكاسي جهت كاربردهاي با پهناي باند زياد آغاز شده و به معرفي دو عنصر پهن¬باند در محدوده فركانسي X-Ku مي¬انجامد. چندين آرايه انعكاسي با ابعاد و هندسه¬هاي متفاوت با استفاده از عناصر پيشنهادي طراحي و تحليل گرديده است. اثر چند پارامتر مختلف بر روي پهناي باند آرايه پهن¬باند مورد تحليل و بررسي قرار گرفته است. همچنين يك تحليل ميدان نزديك و يك تحليل خطاي فاز براي نخستين بار جهت تفسير اثر تغيير محل تغذيه بر روي پهناي باند عملكردي آنتن آرايه انعكاسي بكار گرفته مي¬شود. در انتهاي اين بخش يك آرايه انعكاسي داراي چهار پرتو همزمان طراحي و توسط الگوريتم سنتز فاز معرفي شده در همين بخش براي دستيابي به سطح گلبرگ كناري از پيش تعريف شده، بهينه¬سازي مي¬گردد. در قسمت دوم، آخرين چالشها و كاربردهاي مربوط به آرايه¬هاي انعكاسي مورد تحليل و بررسي قرار مي¬گيرد، كه بترتيب شامل: تحليل و طراحي عنصر آرايش¬پذير با تمركز بر افزايش پهناي باند عنصر و استفاده از آرايه بازتابي در ساختار متشكل از دو منعكس¬كننده جهت ايجاد قابليت مرور پرتو با بهره بالا در يك صفحه و يا در جهات مختلف مي¬باشد. ساختارهاي دو رفلكتوري متداول گرگورين و كسگرين با تغذيه خارج از مركز و همچنين ساختار آرايه انعكاسي معادل آنها در باند X-Ku طراحي، تحليل و شبيه¬سازي شده است. روشهاي مختلف محاسبه توزيع فاز بر روي زيرآرايه انعكاسي بررسي و در نهايت يك روش جديد براي محاسبه توزيع شيفت فاز زيرآرايه معادل هذلولوي و بيضوي استفاده گرديد. علاوه بر اين، اثر محدود نمودن محدوده فازي زيرآرايه انعكاسي بر الگوي تشعشعي نهايي آنتن مطالعه شده است. براي هر دو تركيب كسگرين و گرگورين نتايج چرخش پرتو در صفحه عمودي براي 4 زاويه چرخش در صفحه XZ و همچنين در 8 زاويه چرخش در دو صفحه حول جهت تابش جانبي ارائه مي¬گردد. با هدف تأييد روش تحليل و طراحي انجام شده، نتايج چرخش پرتو با مراجع در دسترس مقايسه شد. البته جدا نمودن اين دو بخش به معناي عدم پيوستگي مطالب آنها نيست، چراكه در بخش دوم از نتايج و همچنين عناصر ارائه شده در بخش نخست بطور كامل بهره گرفته شده است. در تمام تحليلها و شبيه¬سازيها سعي شده است بترتيب از قابليتهاي روشهاي تحليلي و نرم¬افزاري موجود به منظور پيشبرد سريعتر روند تحليل و نيل به نتايج دقيقتر، بهره برداري درست صورت پذيرد و در عين حال توجيه فيزيكي نيز براي نتايج حاصل ارائه شود. واژه¬هاي كليدي: آرايه انعكاسي، آرايش¬پذير، ساختار دو رفلكتوري، سلول واحد، سوئيچينگ پرتو.