33137

تحليل، طراحي و شبيه‌سازي آنتن موج نشتي هولوگرافيك تمام فلزي مبتني بر شبه پلازمون پلاريتون هاي سطحي

كارشناسي ارشد

برق-مخابرات

1403

1403/11/15

دكتر نادر كمجاني برچلويي

ندارد

برق

اين پايان‌نامه به سنتز آنتن‌هاي موج نشتي تمام فلزي بر مبناي روش هولوگرافيك مي‌پردازد كه توانايي انتشار شبه پلازمون پلاريتون سطحي را روي ساختار دارند و بر اين اساس دو نوع ساختار با پلاريزاسيون‌هاي خطي و دايروي پياده‌سازي شده است. يكي از چالش‌هاي پياده‌سازي اين نوع ساختارهاي تمام فلزي مبتني بر شبه پلازمون پلاريتون سطحي نحوه تحريك آن‌هاست. لذا براي اولين بار از ساختار لنز لونبرگ براي تغذيه اين نوع ساختار تمام فلزي استفاده‌شده است. فركانس كاري 18 گيگاهرتز در نظر گرفته‌شده است. آنتن‌هاي تمام فلزي داراي اين مزيت هستند كه تلفات دي‌الكتريك در آن‌ها، خصوصاً در فركانس‌هاي بالا و شرايط محيطي سخت مثل اكتشافات فضايي كم است. در ساختار موج نشتي تمام فلزي با پلاريزاسيون خطي از يك هولوگرام همسانگرد استفاده‌ شده است. سطح اين هولوگرام داراي يك سلول واحد تمام فلزي به شكل صليب است كه عمل مدولاسيون در ارتفاع هر پين رخ مي‌دهد. براي دستيابي به پلاريزاسيون دايروي در آنتن موج نشتي تمام فلزي از هولوگرام ناهمسانگرد استفاده ‌شده است. اين هولوگرام نيز از يك سلول واحد صليبي تشكيل‌شده است كه داراي سه درجه آزادي (ارتفاع ميله‌ها و زاويه چرخش ) است. ناهمسانگرد سازي هر سلول واحد سطح هولوگرام با ادغام روابط انتقال اپتيك (TO) با الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات (PSO) به دست مي‌آيد. ابعاد سطح تشعشعي ساختار موج نشتي در پلاريزاسيون خطي 11.5λ×10.8λ و در ساختار با قطبش دايروي 12λ×12λ است. راندمان تابش، زاويه پرتو اسكن و سطح لوب جانبي ساختار پيشنهادي در پلاريزاسيون خطي در فركانس طراحي به ترتيب حدود 92.88 درصد ، 20 درجه و 11- دسي‌بل است و در ساختار با پلاريزاسيون دايروي به ترتيب 89.95 درصد، 10 درجه و10.4- دسي‌بل است. در فرآيند طراحي از نرم‌افزار MATLAB و CST Microwave Studio استفاده‌ شده است.

1403/12/17

Analysis, Design and Simulation of a Metal-Only Holographic Leaky Wave Antenna Based on Spoof Surface Plasmons Polariton

2/3/2026 12:00:00 AM

This thesis deals with the synthesis of Metal-only leaky wave antennas based on the holographic method that have the ability to propagate Surface Spoof Plasmon Polariton (SSPP) on the structure. In this regard, two types of structures with linear and circular polarizations have been implemented. One of the challenges in implementing this type of metal only structures based on SSPP is to excitation. Therefore, for the first time, the Luneburg lens structure has been utilized to feed the metal-only structure. The operating frequency is 18 GHz. In the absence of dielectric, the loss of Metal-only antennas losses is low, especially at high frequencies and harsh environmental conditions such as space exploration. An isotropic hologram has been utilized in structure with linear polarization. The surface of this hologram is a metal-only unit cell in the shape of a cross pin, where the modulation occurs at the height of each pin. An anisotropic hologram is used to achieve circular polarization in the metal-only leaky wave antenna. This hologram also consists of a cross pin unit cell that has three degrees of freedom (heights of two arms of thecross pins and rotation angle). The anisotropicization of each unit cell of the hologram surface is obtained by integrating the optical transmission (TO) relations with the particle swarm optimization (PSO) algorithm. The dimensions of the sapertue of the leaky wave structure in linear polarization are 11.5λ×10.8λ and in the circularly polarized structure are 12λ×12λ. The radiation efficiency, scanning beam angle and side lobe area of the proposed structure in linear polarization at the operating frequency are about 92.88%, 20° and -11 dB, respectively, and in the circularly polarized structure are 89.95%, 10° and -10.4 dB, respectively. MATLAB and CST Microwave Studio software were used in the design process.

آنتن هولوگرافيك , آنتن موج نشتي، , شبه پلازمون پلاريتون هاي سطحي , لنز لونبرگ

Holographic antenna , leaky wave antenna , Spoof surface plasmon polaritons , Luneburg lens

Reza Ashrafi Mohabadi

Dr Nader Komjani