تحليل، طراحي و شبيه سازي آنتن هاي تنظيم پذير در هدايت پترن بر اساس فرامواد

دكتري تخصصي

امروزه در سيستم¬هاي مخابراتي پيشرفته به منظور افزايش كارايي، از آنتن¬هاي تنظيم پذير با قابليت جاروب الگوي تابشي استفاده مي¬شود. از جمله اين سيستم¬ها مي¬توان به انواع سيستم¬هاي راداري با قابليت چرخش الكترونيكي پرتو و يا آنتن¬هاي هوشمند اشاره كرد. از جمله چالش¬هاي اساسي پيشرو در طراحي آنتن با قابليت جاروب الگوي تابشي، محدود بودن زاويه چرخش پرتو آنتن در يك بازه مشخص مي¬باشد. علاوه بر اين در اغلب آنتن¬هاي مرسوم در اين حوزه، چرخش پرتو آنتن توسط تغيير فركانس و در محدوده زاويه¬اي مثبت (0 تا 90 درجه) رخ مي¬دهد. هدف اصلي از ارائه اين پايان نامه، معرفي آنتني با قابليت چرخش پرتو در محدوده زواياي مثبت و منفي مي¬باشد. ايده اصلي به كار گرفته شده براي رسيدن به اين هدف، طراحي آنتن نشتي مبتني بر ساختارهاي خط انتقال مركب چپ-گرد و راست-گرد (CRLH) مي باشد. بايد توجه داشت كه ساختارهاي CRLH بدليل داشتن ثابت فاز مثبت و منفي در محدوده هاي فركانسي مشخص، قادر به تحقق آنتن هاي نشتي با قابليت چرخش پرتو در زواياي مثبت و منفي مي باشند. نكته حائز اهميت ديگر در طراحي آنتن هاي نشتي پيشنهادي، استفاده از مواد مغناطيسي باياس شده جهت طراحي خطوط CRLH استفاده شده در اين آنتن ها مي باشد. استفاده از مواد مغناطيسي از دو جنبه مورد توجه بوده است. اول اينكه استفاده از مواد مغناطيسي باياس شده در ساختار آنتن هاي پيشنهادي باعث ايجاد قابليت چرخش پرتو در يك فركانس ثابت مي شود. به عبارت ديگر باياس ماده مغناطيسي در ساختارهاي پيشنهادي مي تواند اهرمي براي تنظيم زاويه پرتو آنتن به صورت مستقل از فركانس باشد. دوم اينكه مواد مغناطيسي در ساختارهاي مختلف، داراي نواحي فركانسي مشخصي هستند كه در اين نواحي نفوذپذيري موثر ساختار كميتي منفي مي باشد. اين ويژگي خود مي تواند در تحقق خطوط CRLH مورد نياز در اين پايان نامه موثر باشد. رفتار تشعشعي تمامي آنتن هاي نشتي پيشنهادي در اين پايان نامه به كمك روش هاي تئوري تحليل شده اند و نمودار پاشندگي آنها استخراج شده است و در نهايت، نتايج بدست آمده به كمك شبيه سازي توسط روش هاي عددي مورد تاييد قرار گرفته است. آنتن¬هاي پيشنهادي در اين پايان¬نامه خود به دو دسته تقسيم مي¬شوند. دسته اول كه در آن¬ها از فريت فقط بعنوان عنصر تنظيم¬پذير استفاده مي¬شود شامل آنتن موج نشتي تنظيم پذير مبتني بر موجبر كاملا پر شده با فريت با ويژگي حساسيت زياد چرخش پترن نسبت به تغييرات باياس و آنتن موج نشتي تنظيم¬پذير مبتني بر موجبر جزئي پر شده با فريت با ويژگي راندمان تشعشعي بالا مي¬باشد. دسته دوم كه در آن از فريت هم بعنوان عنصر تنظم¬پذير و هم بعنوان عامل خاصيت چپ گردي استفاده مي¬شود شامل آنتن موج نشتي تنظيم¬پذير مبتني بر پاسخ CRLH ساختار مغناطيسي با نفوذپذيري موثر منفي مي¬باشد. هر سه نوع اين آنتن¬ها در باند C كار مي¬كنند.

194176

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر جواد قاليبافان

مخابرات - ميدان

دكتر فرخ حجت كاشاني