17451

17451

تحليل و طراحي لنز دي الكتريك براي ايجاد پرتو تشعشعي بادبزني

دكتري

مخابرات ميدان

اسفند 1395

دكتر محمد خلج امير حسيني

برق

در اين پروژه روش قراردهي پرتو (RIM) براي طراحي ضريب شكست يك ساختار غير همگن با شكل دلخواه را كه به وسيله يك منبع دلخواه تحريك مي گردد، معرفي مي¬شود. اثبات مي-گردد كه مسير پرتوها مي¬تواند ضريب شكست ماده را تعيين كند و بالاعكس. لذا با استفاده از اين اصل، مسير عمومي براي پرتوهاي طي شده در درون ساختار مورد نظر پيشنهاد مي¬گردد. اين مدل براي تعيين ضريب شكست ساختار¬هاي دلخواه اپتيكي و مايكروويوي استفاده مي شود. از جمله مزاياي عمده¬ي اين روش طراحي، پهن باند بودن و همچنين تطبيق مناسب ساختارهاي طراحي شده مي باشد. روش هاي گوناگون براي ايجاد پرتوي تشعشعي بادبزني با نسبت عمود به افق دلخواه توسط لنز دي¬الكتريك، در اين رساله مورد بررسي قرار مي¬گيرد. لنز نيم¬كروي با توزيع مكان و فاز انتهايي پرتوهاي يكنواخت و غيريكنواخت، لنز بيضي گون و لنز لونبرگ برش يافته از جمله ساختارهايي هستند كه در اين رساله براي ايجاد پرتوي تشعشعي بادبزني طراحي شده¬اند. لنز بيضي گون براي اينكه بتواند در رادارهاي جست و جو مورد استفاده قرار گيرد بايستي پرتو تشعشعي بادبزني را ايجاد كند و براي اينكه آنتن موجود در لنز بتواند به صورت مكانيكي به جست و جوي فضا بپردازد، بايستي ساختار لنز بيضي گون به نحوي باشد كه نسبت به محور آن از تقارن برخوردار باشد. در اين پروژه ساختار هاي لنز بيضي گون با تقارن حول محور انتشار و يا حول محور عمود برانتشار را به كمك روش قرار دهي پرتو و همچنين روش transformation optics طراحي مي شوند. با استفاده از ساختار ماده¬ي تشكيل دهنده¬ي لنز و همچنين شكل ظاهري آن، مي¬توان پرتوي تشعشعي ساختار را به نحوي طراحي كرد كه عرض نيم توان پرتوي تشعشعي در راستاي افق به صورت مستقل از راستاي عمود تشكيل شود. همچنين به علت تقارني كه لنز برخوردار است، مي توان با چرخش آنتن حول محور لنز به جست و جوي اهداف در فضا پرداخت.

1396/03/21

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis, a novel approach, called Rays Inserted Method (RIM), is introduced to design dielectric microwave and optical devices with arbitrary shape and exciting source. In this approach, some rays are inserted between two ends of desired device and then the refractive index of the points along the route of rays are obtained. So inhomogeneous refractive index of device is resulted. The designed structures are matched to the source antennas and environment refractive index, resulting in an acceptable voltage standing wave ratio (VSWR). Search and track radars are two main kind of radars witch vastly used in defense systems. Wide angle search are required in some of the modern radar and satellite systems operating at millimeter wave and microwave frequency bands such as weather radars, tracking systems and remote sensing applications. Elliptical lens is used in search radars must radiate fan-beam radiation pattern. In this thesis, broad band inhomogeneous elliptical lenses are presented based on RIM approach and transformation optics theory to result special fan beam radiation patterns. Vertical and horizontal plane of these fan beam radiation patterns can be controlled separately. The proposed structures are validated using software of COMSOL MULTYPHYSICS and CST. A type of hemispherical lens has been fabricated. The results of experiment indicate good performances of realized lens in a wide frequency bandwidth. Comparing with other hemispherical lenses like classical half Maxwell fish-eye, the improvements in the gain, side lobe levels, and input matching are achieved by using RIM.