21840

21840

شيفت دهنده فاز ريز‌بعد تنظيم‌پذير بر پايه خطوط انتقال متامتريال براي كاربرد در آنتن‌هاي آرايه فازي

كارشناسي ارشد

مخابرات

97-98

1398/6/30

دكتر مجيد طيراني

برق

چكيده شيفت‌دهنده فاز از اجزاي اصلي آنتن رادارهاي آرايه فازي‌اند ‌و بطور معمول با استفاده از مواد فريت ، ترانزيستور اثر ميداني ، ديود پين و روشهاي ميكروالكترومكانيكي ساخته مي شوند.كم بودن تلفات سيگنال، كوچكي ابعاد، هزينه كم و پهناي باند زياد، از مهم‌ترين ويژگي‌هاي شيفت‌دهنده هاي فاز مورد استفاده در اينگونه رادارها مي باشند. در ساليان اخير، ابداع و استفاده از مواد مصنوعي با ضريب شكست منفي (فرامواد ) در تجهيزات و سيستم هاي مخابراتي، دريچه‌اي جديد در حوزه ارتباطات مخابراتي ايجاد نموده است. استفاده از فرامواد در شيفت دهنده هاي فاز، باعث بهبود مشخصات بويژه كاهش تلفات سيگنال و فشرده سازي ابعاد مي گردد. اين پايان نامه، طراحي، شبيه سازي و بهينه سازي شيفت دهنده فاز با ابعاد و تلفات سيگنال كم در محدوده فركانسي 8 تا 12 گيگاهرتز (باند X) با استفاده از روش خط انتقال بارگذاري شده با سوئيچينگ ديودي و بر پايه فرامواد را ارائه مي‌دهد. فرامواد، مواد مركب داراي خواص نامتعارف الكترومغناطيسي هستند، با تغيير محدود و دقيق در ساختار آنها مي‌توان قابليت تنظيم پذيري را ايجاد كرد. در اين پايان نامه ضمن بررسي ويژگي هاي فرامواد، به شاخص ترين خصوصيات آنها در بهبود عملكرد شيفت دهنده هاي فاز مورد استفاده در آنتن هاي آرايه فازي پرداخته مي شود. روش تحقيق، بررسي و مطالعه آخرين تحقيقات انجام شده در اين زمينه، شامل كتاب ها، مقالات و پايان نامه ها، سپس تجزيه و تحليل داده ها، طراحي اجزاء با استفاده از مباني نظري و رياضي و در نهايت شبيه سازي و بهينه سازي توسط نرم افزار ADS مي باشد. نتايج حاصله نشان از كاهش تلفات و ابعاد شيفت دهنده فاز طراحي شده دارد. نوآوري اين تحقيق، استفاده از فراماده براي بهبود مشخصات شيفت دهنده فاز شامل كاهش ابعاد و تلفات سيگنال مي باشد. واژه‌هاي كليدي: رادارآرايه فازي، شيفت دهنده فاز، فرامواد، خط انتقال با ضريب شكست منفي ، چپگرد راستگرد تركيبي

1399/01/22

A COMPACT RECONFIGURABLE PHASE SHIFTER WITH METAMATERIAL FOR ANTENNA APPLICATIONS

9/21/2019 12:00:00 AM

Abstract Phase shifters are made of the main components of antenna phase array radars, which are typically made using ferrite materials, field effect transistors, pin diodes and microelectromechanical methods. Low signal losses, small size, low cost and high bandwidth are the most important features Phase shifters are used in such radars. In recent years, the invention and use of artifical materials with a negative refractive index in telecommunication equipment and systems has created a new window in the field of telecommunications. The use of metamaterials in phase shifters improves specifications, especially signal reduction losses and dimensional compression. This thesis presents the design, simulation and optimization of phase shifters with low signal dimensions and losses in the frequency range of 8 to 12 GHz (X band) using a diode-loaded transmission line method based on metamaterial. metamaterial, composite materials have unusual electromagnetic properties, with limited and precise changes in their structure can be adjusted. In this thesis, while examining the metamaterial features, their most significant features in improving the performance of phase shifters used in phase array antennas are discussed. Research methods, review and study of recent research in this field, including books, articles and dissertations, then data analysis, component design using theoretical and mathematical principles and finally simulation and optimization by ADS software. The results show a reduction in losses and dimensions of the designed phase shifter. The innovation of this research is the use of metamaterials to improve the phase shift specifications, including reducing the dimensions and signal losses. Keywords: phase array radar, phase shifter, metamaterial, transmission line with negative refractive index, combined right and left hand.

شيفت دهنده فاز ريز‌بعد تنظيم‌پذير بر پايه خطوط انتقال متامتريال براي كاربرد در آنتن‌هاي آرايه فازي

A COMPACT RECONFIGURABLE PHASE SHIFTER WITH METAMATERIAL FOR ANTENNA APPLICATIONS