20282

۲۰۲۸۲

استفاده از بازتابنده هاي موج سطحي براي ايجاد آنتن هاي هولوگرافي پهن باند

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۲/۱۹

دكتر همايون عريضي اصفهاني

برق

در اين پايان نامه اثر مخرب ايجاد نال در تحقق ساختار هاي هولوگرافي تشعشعي موج نشتي براي ساختار هاي با تقكيك بالا مورد بررسي قرار مي گيرد. هولوگرام هاي موج نشتي مرسوم كه براي ايجاد موج هدف در راستاي خاصͬي طراحͬ شده اند در صورتي كه با دقت بالا محقق شوند، يك نال در راستاي انتشار نشان مي دهند. از سوي ديگر، هولوگرام هاي موج نشتي مرسوم به دليل دارا بودن مدهاي موج نشتي غير فوروارد در پهناي باند فركانسͬ بسيار محدودي قابليت شكل دهي موج با ويژگي هاي مطلوب دارند. اثر نامطلوب مدهاي سطحي غير فوروارد به علت شباهت پترن تشعشعي در فركانس هاي غير از فركانس طراحي به گوش هاي خرگوش، به اثر نامطلوب گوش خرگوشي معروف است. استفاده از بازتابنده هاي موج سطحي براي رفع اثر مخرب پديده گوش خرگوشي كه پهناي باند كارايي هولوگرام را به شدت محدود مي كند پيشنهاد شده است. پديده گوش خرگوشي در پي تحديد مد هاي غير فوروارد در ساختار موج نشتي ايجاد مي شود. در نتيجه هر گونه تلاش براي حذف يا تغيير جهت مد هاي غير فوروارد به بهبود عملكرد آنتن منجر مي شود. پيشنهاد اين پايان نامه استفاده از بازتابنده موج سطحي گوه اي براي تحديد موج سطحي استوانه اي و در نهايت استفاده از بازتابنده موج سطحي سهموي براي تغيير جهت تمامي موج سطحي استوانه اي در جهت مد فوروارد براي دستيابي به حالت ايده آل است. بازتابنده موج سطحي سهموي توزيع اسوانه اي موج تحريك را به دسته اي از موج هاي هم راستا و هم فاز تغيير مي دهد و در واقع تمام مدهاي غير فوروارد را به فوروارد تبديل مي كند. براي راستي آزمايي ادعا هاي مطرح شده در اين پايان نامه دو نمونه هولوگرام همراه بازتابنده هاي گوه اي و سهموي ساخته و در اتاق آنتن آزمايش شده است. تحقق ساختار هاي هولوگرافي پهن باند در باند فركانسͬ مايكرويو صورت گرفته است. مقايسه نتايج شبيه سازي و آزمايش تطابق قابل توجهي را نشان مي دهند. رفع اثر گوش خرگوشي در ساختار موج نشتͬ دو بعدي منجر به اسكن فركانسي مي شود.

1398/01/20

Design of Wide-band Holographic Antennas Using Surface Wave Reflectors

3/9/2020 12:00:00 AM

High resolution microwave leaky wave holograms excited by center-fed cylindrical surface wave launcher show a null at object wave direction which is an undesired effect for electromagnetic beamforming. Also, planar leaky wave metasurfaces generating a tilted beam extremely suffer from the destructive effect of non-forward surface leaky waves at frequencies other than the design frequency and they are almost operable at a single frequency. Here we propose a 2-D modified hologram configuration using wedge and parabolic surface reflector to confine and collimate the non-forward leaky modes into the forward leaky modes. The modified hologram presents null-free radiation pattern and highly improved operating frequency bandwidth. The consequent frequency bandwidth provides the scannabality property by frequency variation. The forward mode-dominant surface wave excitation of hologram lets the metasurface to generate the object beam more precisely; therefore, high directivity all over the operating bandwidth is obtained. The concept is verified by fabrication and experimentally tested confirming the beam maintenance over a reasonable frequency range and scannability property. The measurement results are in excellent agreement with full-wave simulation, prove applicable wide-band leaky wave holograms.