21573

21573

طراحي و شبيه سازي آنتن با الگوي تشعشعي غير متمركز و متغير با فركانس براي كاربردهاي تصوير برداري

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان و موج

1398/4/23

دكتر مجيد طيراني

برق

در اين پايان نامه در فصول ابتدايي به بررسي تئوري‌ها‌ي فرامواد و فراسطوح ‌مي‌پردازيم و ويژگي‌ها‌ و نحوه‌ي پياده سازي آن‌ها‌ را بررسي ‌مي‌كنيم. فرامواد به ساختار‌ها‌يي گفته ‌مي‌شود كه ويژگي‌ها‌يي از خود نشان ‌مي‌دهند كه در طبيعت يافت نمي‌شود. نمونه‌ي دو بعدي فرامواد سه بعدي را فراسطوح ‌مي‌گويند. فراسطوح به علت اينكه در دو بعد قرار ‌مي‌گيرند حجم كمتر و در نتيجه تلفات كمتري دارند. به همين دليل تحقيقات بسياري راجع به اين ساختار‌ها‌ در دنيا در جريان است. در ادامه به تبيين روش جديدي براي تصويربرداري در ‌ميدان نزديك ‌مي‌پردازيم و اين سيستم‌ها‌ را با سيستم‌ها‌ي تصويربرداري كنوني مانند آرايه‌ها‌ي فازي و روزنه‌ها‌ي مصنوعي مقايسه ‌مي‌كنيم. در اين روش جديد از آنتن‌هايي كه الگوي تشعشعي آن با فركانس متغير است استفاده ‌مي‌كنيم كه به اصطلاح به آن تنوع فركانسي گفته ‌مي‌شود. در تكنيك تنوع فركانسي با تلفيق مزاياي آنتن‌هاي فراسطح با ساير ساختار‌ها‌ي آنتني، طوري آنتن را طراحي ‌مي‌كنيم كه به جاي جاروب مكانيكي كل ساختار ، فركانس كاري را جاروب ‌مي‌كنيم، با جاروب كردن فركانس ، الگوي تشعشعي آنتن تغيير كرده و در فركانس‌ها‌ي مختلف هدف را روشن ‌مي‌كند ، سپس بازگشتي‌ها‌ از هدف را ذخيره كرده و با پردازش‌ها‌ي نرم افزاري روي داده‌ها‌ي برگشتي تصوير را بازسازي ‌مي‌نماييم. نكته‌ي مهم در اين سيستم‌ها‌ استفاده از آنتن‌هاي خاص با ضريب كيفيت بالا است كه در ادامه به تفصيل بيان خواهد شد. از كاربرد‌ها‌ي اين سيستم جديد ‌مي‌توان به تصويربرداري امنيتي ، تصويربرداري پزشكي ، تصويربرداري از پشت ديوار و ... اشاره كرد. سپس در فصل‌ها‌ي نهايي به طراحي آنتن مورد نظر و بررسي مشخصه‌ها‌ي آن ‌مي‌پردازيم. از مشخصه ها‌ي مهم اين آنتن‌ها ‌مي‌توان به ضريب كيفيت بالا در باند فركانسي مطلوب، الگوي تشعشعي تغيير كننده با فركانس و ... اشاره كرد.

1398/10/28

Designing and simulation of the frequency diverse metasurface antenna with non focusing radiation pattern for Imaging systems

7/14/2019 12:00:00 AM

In this thesis we are going to introduce metamaterial and metasurface theories, characteristics and method of implementation in the first chapters. Metamaterial is so-called structures that posses some characteristics which could not be found in the nature. Two dimensional metamaterials are called metasurface. There is a vast research on metasurface characteristic and application nowadays and that is because they are smaller in size and has lower loss than metamaterials. In the following chapter we begin to introduce a new method for near field imaging which is called frequency diversity imaging. Then we compare these systems with synthetic aperture radars and phased array systems. In ths method we use a diverse antenna which has a various radiation pattern as a function of frequency. In this new method we combine metasurface and back cavity antenna to avoid mechanical sweep or using costly switches and phase shifter. We use a frequency synthesizer to sweep the working frequency along a diverse antenna to illuminate the scene and then record the back scattered waves. By post processing and using computational imaging we can reconstruct the image from these back scattered waves. The most remarkable feature of a diverse antenna is its high quality factor. The most important application of these systems are security screening, medical imaging, through wall imaging and, et. In the last chapters we introduce the designed antennas which is working at 77-84 GHz and express characteristics of them. And finally some reconstructed images will be showed to prove the ability of the system.