20056

۲۰۰۵۶

سنتز منابع پيوسته جريان صفحه اي براي توليد پرتو تشعشعي مطلوب با استفاده از روش هاي ممان و حداقل مربعات و گسسته سازي آن ها براي طراحي آرايه صفحه اي

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان و موج

1394

۱۳۹۷/۰۸/۲۹

دكتر همايون عريضي

برق

در اين پروژه براي طراحي آرايه صفحه‌اي از يك تكنيك دو مرحله‌اي استفاده مي‌شود. در مرحله اول، منبع پيوسته جريان صفحه‌اي سنتز مي‌شود و در مرحله دوم با گسسته‌سازي اين منبع پيوسته جريان صفحه‌اي سنتزشده، آرايه صفحه‌اي طراحي مي‌شود. هدف از سنتز منبع پيوسته جريان صفحه‌اي، يافتن توزيع جريان صفحه‌اي مناسبي است كه به خوبي پرتو تشعشعي مطلوب را توليد كند كه در اين پروژه از روش‌هاي ممان و حداقل مربعات براي سنتز منبع پيوسته جريان صفحه‌اي استفاده شده است. بدين منظور ابتدا معادله انتگرالي كه رابطه بين پرتو تشعشعي مطلوب و توزيع جريان صفحه‌اي را توصيف مي‌كند، استخراج مي‌شود. سپس با تقسيم‌بندي ناحيه حل به تعدادي قطعه و بسط توزيع جريان صفحه‌اي با استفاده از توابع پايه پالسي، معادله انتگرالي به يك معادله گسسته تبديل مي‌شود كه مجهول در آن يكسري ضرايب مجهول بوده كه در حقيقت اين ضرايب مجهول برابر با مقدار توزيع جريان صفحه‌اي در هر قطعه مي‌باشند. در نهايت با به كار بردن توابع توزين متناظر با روش‌‌هاي ممان و حداقل مربعات به يك دستگاه معادلات خطي، مي‌رسيم كه با حل اين دستگاه معادلات خطي، ضرايب مجهول توزيع جريان صفحه‌اي، محاسبه مي‌شوند. براي بررسي كارايي روش سنتز پيشنهادي از دو پارامتر خطاي سنتز و نرخ ابرسمتگرايي استفاده شده است كه براي دست‌يابي به مقادير مناسب اين دو پارامتر، مي‌بايست تعداد قطعه‌ها به طور مناسب انتخاب شوند كه در مورد آن بحث شده است. در مرحله دوم به منظور طراحي آرايه صفحه‌اي، منبع پيوسته جريان صفحه‌اي سنتزشده، گسسته‌سازي مي‌شود. سپس با محاسبه پرتو تشعشعي ناشي از اين آرايه حاصله، مقادير تراز گلبرگ كناري و ريپل اين پرتو تشعشعي محاسبه مي‌شوند كه براساس اين مقادير، با دو حالت مختلف روبرو مي‌شويم. در حالت اول مقادير تراز گلبرگ كناري و ريپل پرتو، مطلوب مي‌باشند، بنابراين در اين حالت در صورت لزوم براي كاهش پيچيدگي شبكه تغذيه آرايه، عناصري را كه دامنه جريان آن‌ها كوچك مي‌باشند را از آرايه حذف مي‌كنيم كه در حقيقت نرخ رنج ديناميكي آرايه را كاهش مي‌دهيم. در حالت دوم مقادير تراز گلبرگ كناري و ريپل پرتو، مطلوب نمي‌باشند بنابراين مي‌بايست جريان عناصر آرايه را بهينه‌سازي نماييم كه از دو روش براي بهينه‌سازي جريان عناصر آرايه استفاده شده است. در روش اول با تشكيل يك تابع هزينه شامل تراز گلبرگ كناري و ريپل پرتو به كمينه‌سازي اين تابع هزينه مي‌پردازيم و در روش دوم از روش حداقل مربعات تكراري براي بهينه‌سازي جريان عناصر آرايه استفاده مي‌كنيم.

1397/11/30

Synthesis of Planar Continuous Current Sources for Generation of Desired Radiation Pattern by Methods of Moments and Least Squares and Discretizing them for Design of Planar Array

3/19/2021 12:00:00 AM

In this project, a two-step technique for design of planar array is used. In the first step, the planar continuous current source is synthesized and then in the second step, this synthesized source is discretized. The purpose of the planar continuous current source synthesis is to determine the current distribution which generates the desired radiation pattern that in this project method of moments and method of least squares for this purpose are used. At first, the relation between the desired radiation pattern and current distribution is extracted in an integral equation form and then the solution domain is divided into several segments that current distribution is expanded into a set of pulse basic functions, Therefore, the integral equation turns into a discrete equation that by applying weighting functions corresponding to the method of moments and method of least squares, a linear equation system is obtained. So the current distribution is determined by solving this linear equation. To obtain the appropriate values ​​for synthesis error and Superdirective ratio, the number of segments should be selected appropriately, which is discussed about it. In the second step, for design of planar array, the synthesized planar continuous current source is discretized and values of sidelobe level, ripple, and dynamic range ratio are calculated. If the values of sidelobe level and ripple are desirable, some of the array elements with low excitation amplitude are removed. If the values of sidelobe level and ripple are not desirable, so elements excitation should be optimized that two methods for optimization are used. The first method is minimizing a suitable cost function and the second method is iterative method of least squares.