26479

طراحي و شبيه سازي و ساخت آنتن آنتي پدال پهن باند ويوالدي با بكارگيري روش غير يكنواختي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق مخابرات

95-98

28/08/98

دكتر حجت

دكتر خلج

مهندسي برق

آنتن ويوالدي يكي از اجزاي مهم در مخابرات ماهواره اي ، رادار و عكسبرداري مي باشد . اين آنتن ها با توجه به اين كه داراي ساختار مدار چاپي هستند ، براي پياده سازي و ساخت ، داراي پيچيدگي نبوده و هزينه ساخت بالايي ندارند . مشخصه اصلي اين آنتن ها ، پهناي باند بالا و تطبيق امپدانس راحت آن ها با خط تغذيه ورودي مايكرواستريپ مي باشد . در ساليان اخير تحقيقات بسيار زيادي در زمينه بهبود تغذيه آنتن و مشخصات خروجي آنتن شامل الگوي تشعشعي و بهره آنتن و تلفات بازگشتي و افزايش پهناي باند آن صورت گرفته است . ما در اين پايان نامه در فصل اول ابتدا تاريخچه اي از ابداع اين آنتن را مطرح مي كنيم و در فصل دوم به به تشريح مشخصات فيزيكي ساختار آنتن ويوالدي و سپس در ادامه ، انواع روش تغذيه آنتن و بررسي منحني هاي هندسي مختلف به كار گرفته شده در قسمت تشعشعي آنتن را بررسي مي كنيم . در فصل سوم مكانيزم تشعشعي و محدود شدن عملكرد مطلوب آنتن با بالا رفتن فركانس را بيان مي كنيم و 3 روش اصلي به كار گرفته شده براي بهبود بهره آنتن و بهتر شدن پترن تشعشعي آن در پهناي باند بيشتر را بررسي مي كنيم كه اين سه روش شامل 1- ايجاد شكافهاي متوالي در منحني تشعشعي آنتن 2 – به كار گيري ساختارهاي متامتريالي و 3 – اضافه كردن المان هاي پارازيتي مي باشد . سپس روش پياده سازِ آنتن آنتي پدال ويوالدي كه مبتي بر سري فوريه مي باشد را مطرح مي كنيم . در فصل چهارم به كمك يك آنتن آنتي پدال ويوالدي كه در باند X مي باشد طراحي اوليه آنتن را با معادل كردن دو منحني با روش غير يكنواختي آغاز مي كنيم و اين دو منحني را با ضرايب اوليه سري فوريه كه معادل با منحني اوليه آنتن پايه مي باشد ، تقريب مي زنيم . سپس آنقدر را ضرايب دو منحني را بهينه مي كنيم كه مطلوبترين پهناي باند ممكن با تلفات بازگشتي پايين و الگوي تشعشعي مناسب حاصل شود. سپس زيرلايه آنتن را عوض مي كنيم و با مشاهده نتايج و قياس آن با حالت قبلي ، اين بار اقدام به افزايش تعداد ضرايب سري فوريه دو منحني طراحي شده مي كنيم . مرتبا براي بهتر شدن نتايج خروجي آنتن در پهناي باند بالاتر ، تعداد ضرايب را تا جايي افزايش مي دهيم كه ديگر ، بهينه سازي ضرايب تغيير قابل ملاحظه اي بر نتايج نداشته باشد .

1401/02/10

designing and simulation and fabrication of wide-band antipodal vivaldi antenna by nonuniform method

1/1/1900 12:00:00 AM

Vivaldi antenna is one of the most important components in satellite communications, radar and photography. Due to the fact that these antennas have a printed circuit structure, they are not complicated to implement and build and do not have a high manufacturing cost. The main feature of these antennas is their high bandwidth and easy matching of their impedance with the microstrip input feed line. In recent years, a lot of research has been done to improve the antenna power and output characteristics of the antenna, including the radiation pattern and antenna gain and return losses and increase its bandwidth. In this dissertation, in the first chapter, we first present a history of the invention of this antenna, and in the second chapter, to explain the physical characteristics of the Vivaldi antenna structure, and then, the various methods of feeding the antenna and examining different geometric curves. We examine the work done in the radiation part of the antenna. In the third chapter, we describe the radiation mechanism and the limitation of the optimal performance of the antenna with increasing frequency, and we examine the main methods used to improve the antenna gain and improve its radiation pattern in more bandwidth. The methods include creating consecutive gaps in the antenna radiation curve, using metamaterial structures and , adding parasitic elements. Then we introduce the implementation method of Vivaldi anti-pedal antenna, which is based on the Fourier series. In Chapter 4, with the help of a Vivaldi anti-pedal antenna in the X-band, we begin the initial design of the antenna by equating two curves with the non-uniform method, and these two curves with the initial coefficients of the Fourier series, which is equivalent to the initial curve of the antenna. Is the base, we approximate. We then optimize the two-curve coefficients enough to achieve the best possible bandwidth with low return losses and a suitable radiation pattern. Then we change the antenna substrate and by observing the results and comparing it with the previous case, this time we increase the number of Fourier series coefficients of the two designed curves. To improve the output results of the antenna at higher bandwidth, we constantly increase the number of coefficients until the optimization of the coefficients no longer significantly changes the results.

ashkan golmohammadi rostami

dr hojjat