پایان نامه برق (مخابرات): بهبود آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکا فدار برای کاهش سطح لوب کناری وپلاریزاسیون متقاطع

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش برق-مخابرات

با عنوان :بهبود آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکا فدار برای کاهش سطح لوب کناری وپلاریزاسیون متقاطع

بهبود آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکا فدار برای کاهش سطح لوب کناری وپلاریزاسیون متقاطع   استاد راهنما:دکتر حبیب اله عبیری    شهریور ماه 1391تکه هایی از متن به عنوان نمونه :چکیده بهبود آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکاف دار برای کاهش سطح لوب کناری و پلاریزاسیون متقاطع   آنتن های موجبر شکاف دار در سال 1943 در دانشگاه Mc-Gill معرفی شدند. ساختار ساده، بازده بالا و پلاریزاسیون خطی این تشعشع کننده ها ، باعث محبوبیت آن ها در بسیاری از کاربردهای راداری شده است. برای پلاریزاسیون عمودی و اسکن زاویه ای زیاد، شکاف های روی بدنه باریک موجبر استفاده می شود. یک شکل متداول از این شکاف ها، شکاف های اریب می باشد. کوپلینگ بین المان های مجاور، به صورت قابل ملاحظه ای سطح لوب کناری را تحت تاثیر قرار می دهد. برای شکاف های روی بدنه باریک موجبر یک فرمول بندی دقیقی در دسترس نیست. به دلیل فرورفتگی طول شکاف ها به بدنه پهن موجبر آنالیز تحلیلی این شکاف ها مشکل است. در این مورد معمولا نتایج اندازه گیری استفاده می شود که بسیار هزینه بر می باشد. در این کار با استفاده از نرم افزار CST-Microwave Studio که یک تحلیگر میدانی عددی تمام موج می باشد، رسانایی و طول های رزونانس شکاف ها با در نظر گرفتن اثر کوپلینگ به وسیله اعمال شرایط مرزی پریودیک، محاسبه می شود. یک نمودار رسانایی برای المان های متفاوت فراهم و برای طراحی یک آرایه موج رونده موجبر شکاف دار استفاده می شود. کج شدن شکاف ها باعث افزایش پلاریزاسیون متقاطع می شود. در این کار یک نمونه شکاف چرخش نیافته که پلاریزاسیون متقاطع بسیار کمتری را به وجود می آورد پیشنهاد می شود. ساختار پیشنهاد شده از لحاظ ساخت بسیار آسان بوده و دارای مزیت قابل تیونینگ بودن با حساسیت کم به تلرانس ساخت می باشد. در این مورد هم یک نمودار طراحی برای رسانایی شکاف ها که اثر کوپلینگ متقابل بین شکاف ها را در نظر می گیرد فراهم می شود. آرایه طراحی شده با این نمونه از شکاف ها با طراحی با شکاف های اریب مقایسه می شود تا بهبود پلاریزاسیون متقاطع را نشان دهد.کلید واژه : آنتن های شکاف دار ، سطح لوب کناری ، پلاریزاسیون متقاطع ، موج رونده فهرست مطالب فصل1.مقدمه                                             2فصل2.تئوری آنتن و آرایه ها                            62-1. پارامترهای مهم آنتن............................. 72-1-1. پهنای باند فرکانسی........................... 72-1-2. الگوی تشعشعی................................ 82-1-3. جهت دهندگی ، بهره و پلاریزاسیون............... 92-2. آنتن های آرایه ای.............................. 142-2-1. آرایه خطی یکنواخت........................... 152-2-2. توزیع جریان تیلور........................... 182-3. خلاصه........................................... 21فصل3.معرفی آنتن های آرایه ای موجبر شکاف دار          223-1. معرفی انواع شکاف های تشعشع کننده بر روی بدنه موجبر 243-2. روش های محاسبه مشخصه های شکاف................... 283-2-1. فرمول های Stevenson............................ 293-2-2. تحلیل مدل پراکندگی.......................... 303-2-3. شکاف اریب روی دیواره کناری موجبر............ 323-3. طراحی آرایه های شکاف دار موجبری................. 333-3-1. طراحی آرایه موجبر شکاف دار از نوع رزونانسی... 363-3-2. طراحی آرایه موجبری شکاف دار از نوع موج رونده. 483-4. خلاصه........................................... 55فصل4.آرایه موج رونده موجبر شکاف دار با شکاف اریب روی بدنه باریک موجبر 574-1. مقدمه.......................................... 574-2. روش طراحی آرایه موج رونده با شکاف اریب روی بدنه باریک موجبر  584-2-1. برنامه متلب برای محاسبه توزیع جریان خطی تیلور: 584-2-2. بدست آوردن فاصله بین المان ها و بررسی تاثیرات آن بر پهنای باند و پترن......................................... 604-2-3. بدست آوردن دامنه تحریک و رسانایی شکاف ها..... 654-2-4. تعیین مشخصات شکاف ها........................ 684-2-5. نتایج شبیه سازی آرایه موجرونده طراحی شده با شکاف اریب    744-3. خلاصه........................................... 82فصل5.شکاف های چرخش نیافته روی بدنه باریک موجبر       845-1. مقدمه.......................................... 845-2. نحوه تحریک شکاف های چرخش نیافته روی بدنه باریک موجبر    855-3. ساخار پیشنهاد شده برای کاهش پلاریزاسیون متقاطع.... 875-4. بدست آوردن رسانایی ساختار پیشنهاد شده........... 885-5. آرایه موج رونده طراحی شده با ساختار پیشنهاد شده و نتایج شبیه سازی.................................................. 895-5-1. پهنای باند................................. 915-5-2. الگوهای تشعشعی.............................. 915-6. آنالیز حساسیت ساختار پیشنهادی................... 97فصل6.نتیجه گیری و پیشنهادهایی برای کارهای آتی       1026-1. نتیجه گیری.................................... 1026-2. پیشنهاد های کارهای آینده....................... 103  فهرست جداولجدول‏4‑1 : رسانایی شکاف ها برای رسیدن به مشخصات پترن مطلوب 73              فهرست شکل­هاشکل‏2‑1: آنتن به عنوان یک قطعه مبدل 13شکل‏2‑2: مدارمعادل آنتن 16شکل‏2‑3 : دوقطبیهرتز 17شکل‏2‑4 : یک موج صفحه ای با پلاریزاسیون بیضوی 21شکل‏2‑5 : آرایه خطی یکنواخت با N المان 23شکل‏2‑6 : مقادیر مناسب برای سطح لوب های کناری متفاوت 26شکل‏2‑7 : پترن وتوزیع جریان تیلوربرای سطح لوب کناری -15dB 26شکل‏2‑8 : پترن و توزیع جریان تیلور برای سطح لوب کناری-25dB 27شکل‏3‑1: اصل بابینه 29شکل‏3‑2 : انواع شکاف روی بدنه یک موجبر مستطیلی 31شکل‏3‑3 : توزیع جریان سطحی روی بدنه موجبر مستطیلی در مد غالب. 32شکل‏3‑4 : تغییرات رسانایی و سوسپتانس بر حسب عمق شکاف. 39شکل‏3‑5 : نمونه ای از یک آرایه صفحه ای موجبر شکاف دار 40شکل‏3‑6 : آرایه موجبر خطی با شکاف رزونانس طولی الف)تغذیه از کنار ب)تغذیه از وسط 45شکل‏3‑7 : یک نمونه آرایه خطی رزونانسی با شکاف موازی طولی 46شکل‏3‑8 : نمونه هایی از آرایه صفحه ای موجبر شکاف دار 48شکل‏3‑9 :نمونه هایی از آرایه صفحه ای موجبر شکاف دار از نوع رزونانسی 50شکل‏3‑10 : نمونه ای از آرایه صفحه ای رزونانسی با تغذیه از وسط توسط شکاف های سری 51شکل‏3‑11 : آرایه موج رونده ای که از وسط تغذیه می شود 56شکل‏3‑12 : پترن آرایه موج رونده تغذیه از وسط 57شکل‏4‑1 : توزیع جریان تیلور برای سطح لوب کناری -35db و پهنای بیم 1.9 درجه 65شکل‏4‑2 : آرایه خطی موجبر شکاف دار موج رونده با شکاف های اریب برای زاویه 85 درجه 66شکل‏4‑3 : VSWR در کل بازه فرکانسی برای آرایه با زاویه بیم اصلی 85 درجه 66شکل‏4‑4 : پترن در راستای سمت در فرکانس 2.7 GHz 67شکل‏4‑5 : پترن در راستای سمت در فرکانس 2.85 GHz 67شکل‏4‑6 : پترن در راستای سمت در فرکانس 3 GHz 68شکل‏4‑7 : پترن در راستای سمت در فرکانس 3 GHz 69شکل‏4‑8 : VSWR در کل بازه فرکانسی برای آرایه با زاویه بیم اصلی 86.5 درجه 69شکل‏4‑9 : پترن آرایه طراحی شده با نمودار های موجود در مراجع 74شکل‏4‑10 : ساختار پیشنهاد شده برای بدست آوردن مشخصات شکاف اریب با اثر کوپلینگ متقابل 75شکل‏4‑11 : تغییرات بر حسب عمق فرورفتگی شکاف برای Ө=7 درجه 76شکل‏4‑12 : مدار معادل خط انتقالی unit-cell شکل 4-10 77شکل‏4‑13 : نمودار رسانایی شکاف اریب بر روی بدنه باریک موجبر بر حسب زاویه شکاف ها 79شکل‏4‑14: شمای کلی آرایه طراحی شده با شکاف های اریب روی بدنه باریک موجبر 79شکل‏4‑15: اندازه آرایه طراحی شده با شکاف اریب 80شکل‏4‑16 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.85GHz در مختصات دکارتی 81شکل‏4‑17 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.85GHz در مختصات قطبی 82شکل‏4‑18 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.7GHz در مختصات دکارتی 83شکل‏4‑19 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.7GHz در مختصات قطبی 83شکل‏4‑20 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 3GHz در مختصات دکارتی 84شکل‏4‑21 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 3GHz در مختصات قطبی 84شکل‏4‑22 : اندازه آرایه طراحی شده در باند x 85شکل‏4‑23 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در باند x 86شکل‏4‑24 : پترن پلاریزاسیون متقاطع آرایه موج رونده طراحی شده با شکاف اریب 86شکل‏5‑1 : نحوه تحریک شکاف اریب روی بدنه باریک موجبر 89شکل‏5‑2 : نحوه تحریک شکاف چرخش نیافته روی بدنه باریک موجبر 90شکل‏5‑3 : ساختار پیشنهاد شده برای تحریک شکاف چرخش نیافته روی بدنه باریک موجبر 92شکل‏5‑4 : رسانایی شکاف چرخش نیافته پیشنهاد شده بر حسب ارتفاع استوانه ها 93شکل‏5‑5 : شمای کلی آرایه طراحی شده با ساختار پیشنهاد شده 94شکل‏5‑6 : نمودار اندازه VSWR آرایه با ساختار پیشنهادی 95شکل‏5‑7 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.85GHz در مختصات دکارتی 96شکل‏5‑8 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.85GHz در مختصات قطبی 96شکل‏5‑9 : پلاریزاسیون آرایه طراحی شده در فرکانس 2.85GHz 97شکل‏5‑10: پترن وپلاریزاسیون متقاطع آرایه طراحی شده با نرم افزار HFSS 98شکل‏5‑11 : الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.7GHz در مختصات دکارتی 98شکل‏5‑12: الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 2.7GHz در مختصات قطبی 99شکل‏5‑13: پلاریزاسیون متقاطع آرایه طراحی شده در فرکانس 2.7 GHz 99شکل‏5‑14: الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 3GHz در مختصات دکارتی 100شکل‏5‑15: الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده در فرکانس 3GHz در مختصات قطبی 100شکل‏5‑16: پلاریزاسیون متقاطع آرایه طراحی شده در فرکانس 3GHz 101شکل‏5‑17 : نمودار هیستوگرام رسانایی شکاف ها 102شکل‏5‑18: اندازه VSWR آرایه طراحی شده با تالرانس100 میکرون 103شکل‏5‑19: الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده با تلرانس 100 میکروندر فرکانس 2.85GHz 103شکل‏5‑20: الگوی جهت دهندگی آرایه طراحی شده با تالرانس 100 میکروندر فرکانس 2.85GHz 104شکل‏5‑21:پترن پلاریزاسیون متقاطع آرایه طراحی شده با تلرانس 100 میکرون در فرکانس 2.85GHz 104             فصل اول       
 

فصل1.

مقدمه

 رادارها در واقع سنسورهای الکترومغناطیسی هستند که برای موقعیت‏یابی و تعقیب اهداف گوناگون در فضا مورد استفاده قرار می‏گیرند. رادار ها در فرکانس ها و توان های مختلف، برای کاریرد های بسیار متنوع طراحی شده و به کار برده می شوند. مشخصاتی که در رادار ها باید مورد توجه قرار گیرد برد و دقت بالا می باشد. اغلب رادار ها در محدوده فرکانس های باند VHF تا باند C ساخته می شوند. در فرکانس های باند VHF رادار ها دارای برد بلند و دقت پایین بوده و همینطور که فرکانس ها به سمت باند C می روند، برد کاهش پیدا کرده ودر عوض دقت بالاتر می رود. بنابر این بیشترین توجه در رادار ها مربوط به باند های L وS می باشد.در این دو باند یک سازگاری بین دو مساله دقت و برد وجود دارد. بدین معنی که برد رادار نسبتا قابل قبول بوده و رادار دارای دقت خوبی نیز می باشد. در بین این دو باند، باند S نیز بیشترین کاربرد را در سراسر دنیا داشته و بیشترین رادار ها در این باند طراحی و ساخته می شوند.رادارها در واقع انرژی الکترومغناطیسی را از طریق آنتن در فضا تشعشع[1] می‏کنند. بخشی از انرژی تشعشع شده، به یک شیء که اغلب هدف[2] نامیده می‏شود، برخورد می‏کند و در جهات گوناگون بازتابیده[3] می‏شود. بخشی از این انرژی بازتابیده شده، به سمت رادار منتشر شده و توسط آنتن دریافت می‏گردد و پس از آن، عملیات تقویت و پردازش سیگنال[4]و ... بر روی آن انجام می شود.بنابراین بخش مهمی از سیستم‏های راداری، آنتن است که بسته به مأموریت سیستم، مشخصات گوناگونی می تواند داشته باشد. امروزه استفاده از تکنولوژی رادارهای آرایه فازی[5]که در آن از آنتن های آرایه ای استفاده می شود کاربردهای بسیاری یافته است. آنتن‏های آرایه‏ای مزایای زیادی دارند که از آن جمله می‏توان به توانایی ایجاد جهت دهندگی[6]یا بهره بالا و قابلیت‏های مختلف شکل دهی[7] پرتو اشاره کرد. باند فرکانسی، مأموریت راداری، پهنای باند مورد نظر، میزان توان ارسالی، میزان بهره مورد نظر و ... از عوامل تعیین کننده نوع المان به کار رفته در آنتن های آرایه ای است.آرایه‏های موجبر شکاف‏دار[8] درسال 1943 در دانشگاه McGillدر Montrealابداع گردید..]1[ سادگی هندسه ساختار آنتن‏های موجبری شکاف‏دار، راندمان خوب، توانایی ایجاد امواج با پلاریزاسیون‏های خطی، توانایی ارسال بیم‏های broadside، قابلیت حمل توان بالا و ... از ویژگی‏های مهم این نوع آنتن‏ها است که سبب شده در کاربردهای راداری مورد توجه قرار بگیرند. خصوصاً در کاربردهای هوایی این نوع آنتن ها گزینه مناسبی هستند چرا که می توان آنها را بر روی بال ها و بدنه هواپیما قرار دارد. اغلب این نوع آنتن‏ها را می توان در فرکانس های 2 تا 24 گیگا هرتز مورد استفاده قرار داد..]2[این نمونه آنتن ها به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند به صورت گسترده در طراحی وساخت آنتن های آرایه فازی مورد استفاده قرار می گیرند. این آنتن ها بسته به نوع شکاف استفاده شده و نوع ساختار به کار رفته طبقه بندی می شوند. به طور کلی ساختار های این آنتن ها به دو دسته رزونانسی[9] وموج رونده[10] تقسیم می شوند.آرایه های موج رونده به دلیل پهنای باند فرکانسی بالا، در کاربرد های بسیار متعددی استفاده می شوند..]1[زمانی که نیاز به پلاریزاسیون عمودی می باشد، از شکاف های اریب[11] روی بدنه باریک موجبر استفاده می شود. اما رسیدن به سطح لوب کناری[12] پایین در مورد این آرایه ها همیشه به عنوان یک گلوگاه مطرح بوده است. همچنین شکاف های اریب روی بدنه باریک موجبر دارای پلاریزاسیون متقاطع[13] بسیار بدی می باشند. از این رو تا به حال تلاش های بسیار زیادی برای کاهش پلاریزاسیون متقاطع این نمونه از شکاف ها انجام گرفته است که همگی آن ها از لحاظ ساخت بسیار مشکل می باشند.]3-10[ در این تحقیق یک آرایه موج رونده موجبر شکافداری با سطح لوب کناری و پلاریزاسیون متقاطع پایین که از لحاظ ساخت عملی باشد، در باند Sطراحی وشبیه سازی می شود.در فصل دوم، تعاریف و مقدمات لازم برای طراحی آنتن های آرایه ای و پارامترهای اساسی این آنتن ها بیان خواهد شد و تئوری اساسی تیلور که به طراحی آنتن آرایه ای با سطح لوب کناری پایین می پردازد مورد بررسی و ارزیابی قرار خواهد گرفت.در فصل سوم برخی از نمونه های پایه آنتن های موجبر شکاف دار مانند انواع شکاف ها مختلف روی بدنه ها موجبر و همچنین انواع آرایه های موجبر شکاف دار و نحوه طراحی آن ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت.[1]radiate[2]target[3]reflect[4]Signal processing[5]Phase array[6]Directivity[7]Beam forming[8]Slot waveguide array[9]Standing wave[10]Travelling wave[11]Inclined slot[12]Side lobe level[13]Cross polarization***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :132
قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید