9981

9981

تحليل و طراحي و بهينه سازي آرايه آنتن هاي شكافي با استفاده از انواع آرايش شكاف خطي بر روي ديواره موجبر استوانه اي

كارشناسي ارشد

برق

فروردين ماه 1391

فروردين ماه 1391

دكتر همايون عريضي

طراحي دقيق و مطمئن آنتن ، از اساسي ترين عوامل توفيق در عملكرد سيستم هاي مخابراتي امروزي است. در اين ميان ، آرايه هاي شكافي ، به دليل برخورداري از مزاياي قابل توجهي همچون : بازدهي ، بهره و استحكام مكانيكي بالا ، از جمله پر كاربرد ترين نوع آرايه ها هستند كه در حوزه ي وسيعي از كاربرد هاي مخابراتي و راداري مورد استفاده قرار مي گيرند.سادگي ساختار و روابط ميداني در موجبر مستطيلي و خصوصيت ايجاد پترن همه جانبه و تطبيق داشتن با ساختار هاي پرنده در موجبر استوانه ، آنها را به عنوان اولين گزينه ها براي آنتن هاي شكافي مي توان مطرح نمود و آرايه هاي متشكل از انواع آرايش شكاف در ديواره عريض و باريك موجبرمستطيلي و انواع آرايش شكاف روي موجبر استوانه اي در بسياري از كاربردها بكار گرفته شده است . روشي كه پيش از اين براي طراحي آرايه شكاف هاي موجبري ارائه شده بود ، مبتني بر محاسبات دستي و اندازه گيريهاي آزمايشگاهي بود كه علاوه بر نياز به صرف هزينه و زمان زياد ، از دقت محدودي برخوردار است . با توسعه روش هاي عددي و بهينه سازي و در دسترس قرار گرفتن شبيه سازي هاي قدرتمند ، امكان ارتقاي الگوريتم طراحي مذكور و بهره گيري از نتايج دقيق شبيه سازي فراهم گرديد . در پروژه حاضر ، شكاف نبشي روي ديواره باريك موجبري به عنوان پيش درآمدي بر تحليل شكاف روي استوانه و همچنين بررسي شكاف محيطي و محوري روي موجبر استوانه اي مورد تحليل و بررسي قرار مي گيرد و با مبنا قراردادن روش طراحي اليوت ، آرايه هاي شكافي با استفاده از اين شكاف ها طراحي وبهينه سازي مي گردد .2 نكته در روش ارائه شده قابل توجه است . اولا اينكه طراحي با بهره گيري از روش « كمترين مربعات » و تشكيل يك تابع خطاي چندگانه براساس اهداف طراحي و كمينه سازي آن با استفاده از روش بهينه سازي دورگه الگوريتم ژنتيك-گراديان مزدوج صورت مي گيرد. اهداف طراحي عبارتند از : پرتو آنتن با سطوح گلبرگ هاي كناري مطلوب و نسبت موج ايستاي مناسب در ورودي . استفاده از اين روش ، مراحل طراحي آرايه ( كه عنصرشكاف را هم در بردارد ) را در طراحي وارد كرده و انعطاف پذيري آن را افزايش مي دهد . ثانياً ، به جاي استفاده از نتايج محدود آزمايشگاهي و يا روابط پيچيده تحليلي براي مشخصات امپدانسي / ادميتانسي شكاف ها ، از نتايج شبيه سازي توسط نرم افزارهاي تجاري موجود و درونيابي مناسب جهت استخراج روابط بسته استفاده مي شود . كليد واژه : الگوريتم ژنتيك ، الگوريتم گراديان مزدوج ، شكاف نبشي ، شكاف محيطي و محوري ، روابط طراحي اليوت