طراحي و ساخت آنتن متناوب لگاريتمي دو تحريكه پهن باند

كارشناسي ارشد

با پيشرفت فنّاوري در دستگاه‌هاي مخابراتي و الكترونيكي، نياز به آنتن پهن باند براي ارسال و دريافت سيگنال اطلاعات يا انرژي از يك دهانه بيشتر اهميت پيداكرده است. آنتن‌هاي متناوب لگاريتمي از زمان معرفي آن‌ها به دليل وزن و ابعاد پايين و پوشش فركانسي وسيع همواره موردتوجه طراحان آنتن قرارگرفته است. در طراحي‌هاي انجام‌گرفته براي ساختار متناوب لگاريتمي، اكثراً از آنتن دوقطبي يا آنتن پچ استفاده‌شده است. به دليل پهناي باند كم اين آنتن‌ها، تعداد زيادي آنتن براي پوشش پهناي باند فركانسي وسيع لازم است. نوآوري به كار گرفته‌شده در اين پروژه، استفاده از آنتن ويوالدي متقارن كه مود هاي بالاتر فركانسي آن‌ها داراي پهناي باند نسبتاً وسيع‌تري بوده، استفاده‌شده است كه برخلاف اكثر طراحي‌هاي آنتن متناوب لگاريتمي، از خط انتقال باريك شونده كه به معني افزايش تدريجي امپدانس مشخصه خط انتقال اين ساختار مي‌باشد، استفاده مي‌شود. استفاده از خط انتقال باريك شونده سبب تطبيق امپدانس بهتر و عدم نياز به استفاده از بار تطبيق خط انتقال مي‌شود. بار تطبيق در انتهاي خط انتقال آنتن متناوب لگاريتمي باعث مي‌شود در هر فركانس كاري آنتن كه يكي از آنتن‌ها فعال مي‌باشد، بخشي از توان در مقاومت تطبيق تلف شود. دست‌يابي به ضريب بازگشتي امپدانسي 10- دسي‌بل در بازه فركانسي 1 تا 10 گيگاهرتز با مشخصات تشعشعي راه دور (سمت گرايي و بازدهي) مطلوب و مشخصات حوزه زمان (تأخير گروه و ضريب صحت پالس) بهبوديافته از اهداف اصلي اين پروژه است. براي دست‌يابي به اين مشخصات ابتدا با محاسبه امپدانس ورودي آنتن با استفاده از تقريب آنتن ويوالدي با آنتن‌هاي سيمي منحني شكل (به دليل تمركز شدت‌جريان در لبه‌هاي آنتن) و شبيه‌سازي آن در نرم‌افزار CST شروع مي‌كنيم. در ادامه براي رسيدن سريع‌تر به مشخصات مطلوب آنتن متناوب لگاريتمي، از مدار الكتريكي معادل آنتن در نرم‌افزار ADS استفاده مي‌كنيم. درنهايت با تبديل هر يك از مدارهاي معادل به آنتن ويوالدي، آنتن نهايي را در نرم‌افزار CST شبيه‌سازي و از الگوريتم‌هاي بهينه‌ساز براي رسيدن به مشخصات مطلوب استفاده مي‌كنيم.

192499

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات ميدان

دكتر محمد خلج امير حسيني