21069

۲۱۰۶۹

طراحي و شبيه سازي يك آنتن آرايه¬اي بازتابنده با دو پلاريزاسيون خطي متعامد براي كاربردهاي ماهواره¬اي

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۴/۱

دكتر محمد سليماني - دكتر سيد حسين صديقي

دكتر محمد خلج امير حسيني

فناوري هاي نوين

در اين پايان¬نامه طراحي ساختار آرايه¬اي بازتابنده¬ا¬ي با زير لايه RO4003 به ضخامت 508/0 ميليمتر و استفاده از فاصله هوايي با چهار ويژگي مطرح شده¬است. ابتدا ايجاد دو قطبش متعامد در دو جهت مجزا در فركانسGHz 4/11 مورد بررسي قرار گرفت كه مقدار بهره براي هر دو قطبشdB 2/24 و پهناي پرتوdB 3، 7/5 درجه در شبيه سازي به¬دست آمده است. درآزمايش نمونه ساخته شده اين آنتن، مقدار بهرهdB 24 در قطبش عمودي و پهناي پرتو dB3، 7/5 درجه و مقدار بهره dB 7/23 در قطبش افقي با پهناي پرتوdB 3، 3/6 درجه به ¬دست آمده كه تطابق خوبي را با نتايج شبيه¬سازي نشان مي¬دهند. با استفاده از آنتن طراحي شده با اين ويژگي مي¬توان دو منطقه جغرافيايي از سطح زمين را با پرتوهاي داراي قطبش-هاي خطي متعامد پوشش داد. در حالت دوم در نظر گرفته شده دو قطبش عمودي و افقي پرتوهايي در يك جهت ايجاد كنند. در اين حالت نيز مي¬توان از آنتن به عنوان فرستنده و گيرنده براي پوشش يك منطقه جغرافيايي استفاده كرد. در اين حالت مقدار بهره در شبيه¬سازي براي قطبش عموديdB 8/23 با پهناي پرتوdB 3، 3/5 درجه و در قطبش افقي dB 9/24 با پهناي پرتوdB 3، 5 درجه است. در حالت سوم ايجاد قطبش دايروي با استفاده از سلول واحد معرفي شده مورد بررسي قرار گرفته شده¬ است. مقدار بهره در شبيه¬سازي براي اين حالت برابر dB 4/24 با پهناي پرتوdB 3، 1/5 درجه به¬دست مي¬آيد. در حالت آخر علاوه بر ايجاد دو قطبش متعامد دو بانده شدن آنتن مورد توجه قرار گرفته ¬است به اين صورت كه قطبش افقي با فركانسGHz 4/13 و قطبش عمودي با فركانسGHz 4/11 در دو جهت متفاوت در نظر گرفته شده و مقدار بهره براي قطبش عمودي و افقي در شبيه¬سازي به ترتيب برابر dB4/22 و dB3/21 با پهناي پرتوdB 3، 3/9 و 3/7 درجه است. از اين حالت هم براي ايجاد بيم¬هاي مختلف در ماهواره¬ها با فركانس¬هاي متفاوت مي¬توان استفاده كرد. طراحي آنتن براساس سلول واحد معرفي شده به صورت آرايه 21×21 سلول (هر سلول mm14×mm14(λ5/0)) با 7/0=f/D براي هر چهار حالت در نظر گرفته شده است. آنتن با يك تغذيه كه دو قطبش خطي متعامد دارد (به عنوان مثال يك پچ مربعي كه محل تغذيه آن روي قطر مربع مي باشد)، دو پرتو در دو جهت با قطبش¬هاي خطي متعامد در يك فركانس مي¬دهد. براي اين امر از سلولي با دو درجه آزادي استفاده مي¬كنيم. در ايده ارايه شده اضلاع افقي و عمودي سلول معروف متشكل از دو رينگ از هم مستقل شده¬اند به اين صورت كه در جهت عمودي دو دسته دوقطبي موازي و در جهت افقي نيز دو دسته دوقطبي موازي در ايجاد پرتو در دوجهت موثر خواهند بود. به عبارتي قطبش افقي تغذيه، اضلاع افقي را تحت تاثير قرار مي¬دهد و قطبش عمودي تغذيه ، اضلاع عمودي را تحت تاثير قرار مي¬دهد. براي اثبات اين قابليت سلول واحد معرفي شده از نظر فاز برگشتي و دامنه برگشتي مورد بررسي قرار گرفته شده¬است.

1398/07/03

Design and Simulation of a Reflectarray antenna With two Orthogonal Linear Polarization for Satellite Applications

9/25/2019 12:00:00 AM

In this thesis, a new unit cell which includes two sets of horizontal and vertical effective dipoles are proposed to design reflectarray antennas for satellite communications. By using this unit cell, four printed reflectarray antennas are designed: two distinct beams at two desired directions, circular polarization at a desired direction, two orthogonal polarizations in a desired direction, and two distinct beams at two different frequencies, which are useful in the GEO and LEO satellites. The designed PRA with two distinct beams is fabricated and tested as a representative. This antenna has x-polarized beam are at (θ0=30º, ϕ0=90º) with 24.2 dBi gain and y-polarized directed at (θ0=30º, ϕ0=0º) 24.2 dBi gain at Ku-band which can be used in frequency reuse. The proposed design has one layer and simple structure compared to the references as well as dual band and dual polarizations capabilities.