21016

۲۱۰۱۶

تحليل، طراحي و شبيه سازي آنتن هاي آرايه اي ميكرواستريپي مغناطيسي با پلاريزاسيون دايروي

دكتري

مخابرات - ميدان

۱۳۹۰

۱۳۹۷/۱۲/۰۸

دكتر نادر كمجاني

دكتر بهزاد رجائي

برق

براي رسيدن به پلاريزاسيون دايروي در آنتن هاي ميكرواستريپي رويكردهاي مختلفي مانند ايجاد اختلال در شكل پچ و يا استفاده از دو يا چند خط تغذيه در ساختار آنتن وجود دارد. اما يك رويكرد راحتتر براي رسيدن به پلاريزاسيون دايروي استفاده از فريت به عنوان زيرلايه در آنتن هاي ميكرواستريپي است. نشان داده مي شود كه با استفاده از آنتن با زير لايه فريت، بدون ايجاد اختلال در پچ و يا استفاده از دو خط تغذيه، مي توان به پلاريزاسيون دايروي در يك محدوده وسيع فركانسي و در يك پهناي بيم زاويه اي وسيع دست يافت كه علت آن، ويژگي ناهمپاسخي فريت و بكارگيري آن در ناحيه اي است كه ضريب نفوذ پذيري موثر فريت مقداري منفي است. اما عيب اصلي آنتن هاي ميكرواستريپي با زيرلايه فريت، پهناي باند امپدانسي كم آنها به دليل بالا بودن ضريب گذردهي نسبي فريت است. در اين رساله در گام نخست روش هاي افزايش پهناي باند امپدانسي آنتن هاي ميكرواستريپي فريتي بررسي شده و تكنيك هاي مختلفي بدين منظور ارائه گرديده است، كه يكي از روش هاي موثر براي افزايش پهناي باند امپدانسي، استفاده از يك زيرلايه دي الكتريك با ضريب گذردهي پايين در كنار فريت است، كه در اين رساله به تحليل و بررسي آن پرداخته مي شود و يك مدل تحليلي براي آن ارائه مي گردد. بعد از تحليل كامل آنتن دولايه دي الكتريك-فريت، ساختارهاي آرايه اي اين آنتن ها تحليل و بررسي مي شود. بدين منظور در ابتدا به بحث تزويج متقابل بين دو آنتن پرداخته مي شود و يك مدل تحليلي براي محاسبه تزويج متقابل بين آنتن ها ارائه مي گردد. سپس به بررسي و تحليل اثر تزويج متقابل بر روي مشخصات تشعشعي آنتن ها آرايه اي مي پردازيم و نشان مي دهيم كه تزويج متقابل مي تواند باعث تغيير سطح گلبرگ هاي كناري، محل صفرهاي پترن تشعشعي و سمتگرايي آنتن شود.

1398/06/24

Analysis, Design and Simulation of Magnetic Microstrip Array Antennas with Circular Polarization

2/27/2020 12:00:00 AM

There are different approaches to achieve circular polarization in microstrip antennas, such as perturbing the patch, or using two feed-lines in the antenna structure. Another simple method to attain circular polarization is to use ferrite as a substrate in microstrip antennas. In this thesis, it is shown that circular polarization can be obtained in a wideband frequencies and in a wide-angle range by using a ferrite-based microstrip antenna, without perturbing the patch or using two feed-lines. But the main disadvantage of ferrite-based microstrip antennas is the low impedance bandwidth which is due to the high permittivity of ferrite. In this thesis, we study the different methods of increasing the impedance bandwidth in ferrite-based microstrip antennas and present various techniques for enhancement of impedance bandwidth. It is shown that one effective method for increasing the impedance bandwidth, is the use of a low permeability dielectric substrate along with the ferrite substrate. This antenna (dielectric-ferrite microstrip antenna) is completely analyzed with a novel proposed analytical model. After analyzing the proposed antenna, the array structure of antenna is analyzed. To do this, at first we discuss the mutual coupling between the two antennas and provide an analytical model for calculating of mutual coupling. Then, the effect of the mutual coupling on the radiation characteristic of antennas is investigated, and it is shown that the mutual coupling can change the side lobe levels, the location of pattern nulls and also the directivity of antenna.