31020

تحليل، طراحي و پياده سازي پويش فضايي آرايه آنتن صفحه اي با استفاده از تغيير فركانس

دكتري

مهندسي برق - مخابرات ميدان و موج

1396

1402/9/29

محمد خلج اميرحسيني

ندارم

مهندسي برق

در اين رساله، ما به دنبال روش‌هايي هستيم كه با كمك آن‌ها بتوان پرتو آنتن را در فضا تنها با تغيير فركانس چرخاند. استفاده از پويش فركانسي كاربردهاي فراواني در فناوري رادارها تصويربرداري و ارتباطات دارد. كاربردهاي راداري اين فناوري جهت تشخيص موقعيت يك شئ در فضا و يا صفحه مي¬باشد. اين موضوع به اين صورت است كه هر فركانس مربوط به يك موقعيت بوده و تناظر يك¬به¬يك بين بخشي از نقاط فضا و باند فركانسي مربوطه وجود دارد. بهره بردن از فناوري پويش فركانسي به‌طور چشمگيري باعث فشرده‌سازي، سادگي و كاهش هزينه در طراحي سامانه‌هاي مختلف شده است. استفاده از فناوري پويش فركانسي به‌منظور چرخاندن پرتو آنتن در فضا، معمولاً به اين صورت است كه در يك صفحه با تغيير فركانس و در صفحه ديگر با روش‌هاي گسسته، نظير كليد زني، انجام مي‌گيرد. در اين رساله، ما در فصل پنجم يك آنتن ستاره‌اي را طراحي كرده‌ايم كه قادر است محدوده وسيعي از نيم فضا را با اين فناوري پويش كند. اين سامانه با استفاده از دو باند فركانسي پيوسته، مي¬تواند بدون هيچ فاصله-اي در محدوده فركانسي تعيين شده، گلبرگ اصلي آنتن رادر راستاي افق و عمود بپرخاند. سپس در ادامه به آنتن ستاره‌اي ديگري پرداختيم كه ويژگي‌هاي مثبت ديگري را به اين ساختار مي‌دهد. اين ساختار، ساختار قبلي را از حيث محدوديت در جنس زيرلايه معاف كرده و آن را قادر مي¬سازد تا در باند فركانسي كوچكتري همان محدوده فضايي را پويش كند. اين دو آنتن ساخته و اندازه¬گيري نيز شده¬اند. در فصل ششم، اين رساله به طراحي و شبيه‌سازي يك آنتن مارپيچي پرداختيم كه قادر است تنها با تغيير فركانس، گلبرگ اصلي خود را در نيم فضا بچرخاند. اين ساختار كه از دو لايه عايقي تشكيل شده است، مي¬تواند با استفاده بهينه از امواج انتهايي يك آنتن موج¬عبوري، كه در ساختارهاي مشابه تضعيف مي¬شوند، يك پويشگر سه بعدي ايجاد كند. اين آنتن پويشگر بسيار فشرده طراحي شده است و مي¬تواند از آنتن¬هاي آرايه خطي بسياري با فناوري¬هاي متفاوت استفاده كند. در اين رساله از آنتن‌هاي موج نشتي به دليل حساسيت بالا به فركانس براي اين منظور استفاده شده است.در فصل هفتم، به طراحي و شبيه¬سازي يك آنتن پويشگر فركانسي پرداخته¬ايم كه قادر است تنها با استفاده از يك لايه و با استفاده از آنتن¬هاي آرايه شكافي ديواره باريك، قادر است با استفاده از يك ورودي، گلبرگ اصلي آنتن را در فضا بچرخاند و محدوده قابل توجهي را پويش كند. در اين رساله، از فصل پنجم، دو مقاله منتج شده است. مقالات فصول شش و هفت نيز در حال نگارش و تنظيم هستند.

1403/04/17

Analysis, design and implementation of spatial scanning of a planar antenna array using change of frequency

12/19/2024 12:00:00 AM

In this thesis, we look for methods to rotate the antenna beam in space only by changing the frequency. Frequency scanning has many applications in radars, imaging and communications technology. Using frequency scanning technology will significantly increase compactness and simplicity and reduce the cost of different systems. Frequency scanning technology is used to rotate the antenna beam in one plane by changing the frequency and in another plane with discrete methods, such as switching. In this thesis, we have first designed a star antenna that can scan a wide range of half-space with this technology. Then, we discussed another star antenna, which gives other positive features to this structure. In the next part of this treatise, we designed and simulated a spiral antenna that can rotate its main petal in half space by changing the frequency. Leaky wave antennas are used in this treatise due to their high-frequency sensitivity. In the sixth chapter of the thesis, we designed and simulated a spiral antenna that is able to rotate its main-lobe in half-space by changing the frequency only. This mentioned structure, which consists of two substrate layers, can create a three-dimensional scanner . The frequency scanning antenna is designed compactly and can use numerous linear array antennas with different topology. Due to high sensitivity to frequency, leaky wave antennas have been used. Next, we have designed and simulated a frequency scanning antenna whitch is capable of using only one layer, and Narrow wall slot array antennas.

پويش فركانسي , آنتن موج نشتي , نمودار پراكندگي , موج‌بر دو صفحه موازي

Frequency scanning , leaky-wave antenna , dispersion diagram , parallel plate waveguide

Seyed Jalil Seyed Hosseini

Mohammad Khalaj-Amirhosseini