16523

16523

كاهش سطح مقطع راداري با استفاده از ساختارهاي EBG

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

مهرماه 1395

دكتر محمد سليماني

برق

چكيده كاهش سطح مقطع راداري از ديرباز مسئله مهمي در كاربردهاي مختلف بوده و روش هاي متعددي براي اين منظور پيشنهاد شده است . در سال¬هاي اخير توجه به سطوح كاهش دهنده¬اي كه نازك و كم وزن بوده، و قابليت مناسبي در پهناي باند، عمق كاهش و حساسيت به زاويه تابش دارند، بيشتر شده است. يكي از مهمترين اين نوع سطوح ساختارهاي EBG صفحه¬اي است. اين ساختارها با قابليت¬هاي خاص الكترومغناطيسي كه دارند مي¬توانند شرايط مختلفي براي ميدان بازتابي از خود ايجاد كنند. در اين پايان¬نامه قصد داريم عملكرد اين ساختار¬ها را به خصوص در پهناي باند ارتقا دهيم. ابتدا به طراحي سطح EBG مي¬پردازيم كه با داشتن دو سلول مختلف كه در پهناي باند قابل قبولي اختلاف فاز بازتابشان 37±180 درجه مي¬باشد، سطح مقطع راداري را در 90 درصد بازه فركانسي 3 تا 11 گيگاهرتز به ميزان حداقل dB 10 نسبت به صفحه فلزي كاهش مي¬دهند. اين سطح همچنين عملكرد بسيار مناسبي در تابش¬هاي مايل دارد. طراحي سلول¬هاي اين سطح توسط الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات گسسته صورت مي¬گيرد. پس از شبيه¬سازي، اين سطح ساخته و اندازه گيري شده است. نتايج اندازه گيري براي تابش عمودي تطابق بسيار خوبي با نتايج شبيه¬سازي دارد. در ادامه به ابداع و طراحي سطوح EBG مي¬پردازيم كه از چهار سلول مختلف تشكيل شده باشند. بدين منظور رابطه تحليلي كاهش سطح مقطع راداري توسط سطوح EBG را تعميم داده و مجدداً از الگوريتم ازدحام ذرات گسسته براي طراحي چهارسلول استفاده مي¬كنيم. در اين حالت نيز به سطح EBG مي-رسيم كه پهناي باند و عمق كاهش بسيار خوبي دارد. در انتها نتايج بدست آمده از طراحي¬هاي انجام شده با يكديگر مقايسه شده و نتيجه¬گيري مي¬شود كه ساختار EBG چهارسلولي مي¬تواند در عمق كاهش بسيار مؤثرتر از ساختارهاي دوسلولي عمل كند و اين ايده مي¬تواند منشأ طراحي¬هاي جديدي در اين زمينه گردد. واژه‌هاي كليدي: ساختار EBG صفحه¬اي – كاهش سطح مقطع راداري –بهينه¬سازي ازدحام ذرات گسسته – فاز بازتاب

1395/11/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Radar Cross-Section Reduction is one of the most important topics in electromagnetic engineering. In recent years focus on design surfaces that are thin , low profile , wideband an​d angular stable increased. Electromagnetic Band-Gap structures are good choices. These structures with there special properties can provide different specification for reflection fields. In present thesis we are about to develop the performance of these surfaces. First a wideband EBG checkerboard surface with two different cells is designed an​d optimized by Binary Particle Swarm Optimization. This surface can reduce RCS more than 10 dB with respect to metallic plate in 90% of bandwidth from 4 to 10.5 GHz. In addition the angular stability is very good upto 40°. This surface is fabricated an​d RCS reduction under normal incidence is measured. Good agreement between measurement an​d simulation is achieved. After that we developed the optimization algorithm so that we can design checkerboard surfaces with four different cells. Now we had more degree of freedom to optimize cells configuration. A new design was achieved an​d RCS reduction was simulated. A considerable bandwidth an​d more importantly a great reduction was result. Finally we conclude that EBG surfaces is fortunate future of RCS reducers an​d four cells based surfaces are more effective than two cells based. Keywords: Electromagnetic Band-Gap structures, RCS reduction, BPSO, Reflection phase.