16758

16758

استفاده از متاسرفيس هاي مهندس شده براي كاهش پهن باند سطح مقطع راداري

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

مهر 1395

دكتر علي عبدالعالي

برق

نظر به شيوه عملكرد رادارها مبني بر تابش موج الكترومغناطيسي به هدف و پردازش بر روي داده هاي دريافتي از امواج پراكنده شده ، كاهش سطح مقطع راداري ، از اهميت ويژه اي در دانش رادارگريزي برخوردار بوده و مطالعات زيادي را نيز با خود به همراه داشته است. در اين پروژه به عنوان يكي از اصلي ترين قسمت هاي موثر در افزايش سطح مقطع راداري، كاهش سطح مقطع راداري صفحات فلزي صاف مورد بررسي قرار گرفته است. بر خلاف اكثر تحقيقات اخير در اين زمينه ، كاهش سطح مقطع راداري در اين پروژه، براي دو نوع تك جهته و دوجهته به صورت همزمان به عنوان هدف اصلي انتخاب شده است. در مسير انجام پروژه پهناي باند فركانسي مورد نظر شامل دو باند X و Ku بوده و سطح 10 دسيبلي ، معيار كاهش سطح مقطع راداري مي باشد. در فصل دوم و سوم، در غالب مرور منابع ، روش هاي موجود كاهش سطح مقطع راداري مبتني بر دامنه و مبتني بر فاز عنوان شده و مزايا و معايب آنها مورد بررسي قرار گرفته است. در فصل چهارم، ضمن معرفي ساختارهاي شطرنجي مبتني بر تداخل مخرب فاز ، با استفاده از دي الكتريك هاي سوراخ دار در يك پيكربندي جديد، سطح مقطع راداري تك جهته و دوجهته در پهناي باند وسيع 92% اي ، به مقدار حداقل 10 دسيبل كاهش يافته است. در فصل پنجم ، ايده كاهش سطح مقطع راداري از طريق چرخش پلاريزاسيون امكان سنجي شده است . ضمن معرفي ساختارهاي چرخاننده پلاريزاسيون در حالت انعكاسي، سلول واحد يك متاسرفيس براي چرخش پلاريزاسيون ايده آل در پهناي باند وسيع 66% اي ارائه شده است كه داراي بازده تبديل بيش از 99% مي باشد. نتايج شبيه سازي حاكي از بهتر بودن نتايج نسبت به نمونه هاي مشابه ارائه شده در تحقيقات اخير است. فصل ششم به معرفي متاسرفيس هاي كد شده ديجيتال مبتني بر آرايه آنتن و تركيب آن با ساختارهاي چرخاننده پلاريزاسيون به عنوان ايده اصلي اين پروژه مي پردازد. چند آرايش مختلف براي كاهش پهن باند سطح مقطع راداري در دو پيكربندي تك جهته و دو جهته با معيار 10 دسيبل ارائه شده و نتايج مربوط به آنها به صورت مفصل ارائه شده است. به عنوان يك كاربرد عملي ، متاسرفيس هاي پيشنهادي براي كاهش سطح مقطع راداري آنتن موجبري روزنه اي مورد استفاده قرار گرفته اند. فصل انتهايي نيز به جمع بندي مباحث مربوطه و ارائه پيشنهادات مي پردازد.

1395/12/07

3/20/2018 12:00:00 AM

According to performance of electromagnetic radars – transmitting the electromagnetic waves an​d processing of the scattered ones – reducing the radar cross section (RCS) is an important topic in stealth applications. In this project, as one of hotspots of the targets, RCS reduction of planar metallic plates has been considered. Unlike previous studies in this area, both of monostatic an​d bistatic RCSs are eva​luated in this work. The desired frequency bands are set to be X an​d Ku bands an​d the minimum RCS reduction level is considered as 10 dB. In sections II&III, the conventional RCS reduction methods -based on controlling the amplitude an​d phase of incident waves- are reviewed. In section IV, a novel circular configuration is proposed for controlling the scattering pattern. Using the proposed structure, both of monostatic an​d bistatic RCSs are redused by more than 10 dB in an ultrabroad bandwidth of 92%. In section V, reducing the RCS is studied by the reflective polarization conversion metasurfaces (PCMs). A novel perfect PCM (PPCM) is proposed with a wide frequency bandwidth of 66%, which is more than previous studies in this area. The polarization conversion ratio of the proposed metasurface is more than 99% in the desired frequency band. Section VI, introduces the “digital metasurfaces” as a novel tool for controlling the scattering pattern. Combination of PPCMs an​d coding configuration provides a novel structure, which reduces both monostatic an​d bistatic RCSs by more than 10 dB in the desired frequency band. Conclusion ends this thesis.