23832

طراحي، شبيه سازي و ساخت آنتن موج نشتي سه فركانسه مبتني بر تكنيك هولوگرافيك

كارشناسي ارشد

مهندسي برق مخابرات ميدان و موج

1396-1399

99/09/25

دكتر فرخ حجت كاشاني

دكتر نادر كمجاني

مهندسي برق

امروزه طراحي و پياده¬سازي عملي ساختار¬هايي كه خاصيت مجتمع سازي را داشته باشند و تا حد امكان از ابعاد و قيمت پايين¬تري برخوردار باشند اهميت ويژه¬اي پيدا كرده¬است. كاربرد اين ساختارها در صنايع مهم همچون صنايع فضايي و ... غير قابل انكار است. آنتن¬هاي موج نشتي به عنوان دسته¬اي از آنتن¬ها كه ويژگي¬هاي منحصر به فردي دارند هميشه مورد توجه بوده¬است، اما در غالب موارد اين نوع آنتن¬ها ابعاد بزرگي داشته و به كار بردن آنها در ساختار¬هاي فشرده بسيار سخت مي¬باشد. اما آنتن¬ هولوگرافي كه از موجبرهاي دي¬الكتريك بهره مي¬برد اين نقص را ندارد. يكي از خواص ذاتي آنتن¬هاي موج نشتي اسكن زاويه¬اي فضا، با تغيير فركانس مي¬باشد و يكي از چالش¬هاي اساسي طراحان، حفظ جهت الگوي تشعشعي با تغيير فركانس در آنتن¬هاي موج نشتي مي¬باشد. هدف اصلي اين پايان نامه، اصلاح رابطه تكنيك هولوگرافيك و به دنبال آن، ارائه الگوريتم طراحي آنتن موج نشتي چند فركانسه فشرده با بيم¬هاي تشعشعي مدادي در جهات تشعشعي دلخواه و حتي يكسان مي¬باشد. در روند طراحي از سه نرم¬افزار HFSS، MATLAB و CST استفاده شده¬است. براي نمونه، يك آنتن موج نشتي صفحه¬اي سه فركانسه با بيم¬هاي تشعشعي مدادي پهلوآتش با بهره 9/17، 5/18و 2/19دسيبل و سطح گلبرگ جانبي صفحات E و H كمتر از dB15- در فركانس¬هاي 15، 16و17گيگاهرتز طراحي شده¬است. سلول واحد تشكيل دهنده سطح امپدانسي هولوگرام به شكل شش ضلعي منتظم انتخاب شده¬است تا همسانگرد¬ترين رفتار ممكن را در برابر موج سطحي داشته باشد. اصلاح رابطه هولوگرافيك منجر به امكان بهره¬گيري از يك تغذيه موج سطحي با ساختار ساده براي داشتن تطبيق مناسب و همچنين كنترل سطح گلبرگ جانبي در صفحات E و H آنتن در فركانس¬هاي طراحي شده¬است. لانچر يا تغذيه سطوح هولوگرام به صورت مونوپل قارچي شكل انتخاب شده¬است تا امكان پياده¬سازي راحتتر و كمترين تاثير مخرب را بر روي الگوي تشعشعي داشته باشد. در نهايت با ساخت و تست آنتن پيشنهادي صحت و سقم روند طراحي پيشنهادي راستي-آزمايي شده¬است. در اندازه¬گيري الگوي تشعشعي صفحات E و H فركانس‌هاي مختلف در اتاق آنتن براي هر فركانس، لانچر متناظر با آن فركانس تحريك و دو لانچر ديگر تطبيق كامل در نظر گرفته شده¬اند. در نهايت، همخواني خوبي بين نتايج شبيه¬سازي و اندازه¬گيري مشاهده شده¬است.

1400/03/12

Design Simulation and Fabrication of a Triple Frequency Leaky-wave Antenna Based on Holographic Technique

1/1/1900 12:00:00 AM

The main purpose of this thesis is modification of the relation of the holographic technique and to present the design algorithm of multiple frequency compact leaky-wave antenna with broadside pencil beam radiation. In the design process, three softwares include HFSS, MATLAB and CST, have been utilized. For example, a triple frequency planar leaky-wave antenna is designed with broadside pencil radiation gain of 17.9, 18.5 and 19.2 dBi and SLL less than -15 dB at E and H planes at 15, 16 and 17 GHz, respectively. The unit cell forming the impedance surface of the hologram is selected as a regular hexagon to have the most isotropic behavior against the surface wave. Modification of the holographic relationship leads to the possibility of using a surface wave feed with a simple structure for proper matching as well as controlling the SLL on the E and H planes of the radiation pattern of the antenna at the designed frequencies.

آنتن هولوگرافي , آنتن¬هاي موج نشتي , آنتن چند فركانسه فشرده , سطح گلبرگ جانبي.

Holgraphic Antenna , Leaky-wave Antennas , Compact Multiple frequency Antenna , Side Lobe Level