طراحی و شبیه سازی آنتن های آرایه ای

از سال 1877م كه نخستین آنتن ساده توسط هرتز ساخته شد. نظریه طراحی آنتن ها به سرعت پیشرفت كرده است و این پیشرفت ادامه دارد، با توجه به اینكه آنتن ها جزئی از یك سیستم مخابراتی الكترونیكی هستند، بایستی تكنولوژیست ها و مهندسین برق الكترونیك در این زمینه دانش كافی داشته باشند. امید است در این مقال اندك كه در زیر به اجمال عنوان فصول آن را خواهیم آورد، قدمی هر چند كوچك در این راه برداشته باشیم .

در این پایان­ نامه، در ابتدا و در فصل اول به معرفی مقدم ه­ای درباره­ ی آنتن­ ها و معرفی آنها می­پردازیم. در فصل بعدی به انواع آنتن­ها را معرفی می­نمائیم. در این فصل تمرکز اصلی بر روی آنتن­های آرایه­ ای می­باشد. برای این منظور ساختار این آنتن­ها را مورد بررسی قرار داده و ویژگی­ها و کاربردهای این نوع از آنتن­های را مورد بررسی قرار می­دهیم.

در فصل سوم، پارامترهای مهم در طراحی آنتن­ های آرایه ­ای را مورد بررسی قرار می­دهیم. برای این منظور به توضیح کامل و جامع این پارامترها می­پردازیم.

در فصل چهارم شبیه ­سازی آنتن­ های آرایه­ ای را در نرم ­افزار HFSS مورد بررسی قرار می­دهیم. در این فصل روند کامل این شبیه ­سازی را ارائه داده و نتایج را مورد بررسی قرار می­دهیم.

در فصل پنجم نیز از بحث حاضر نتیجه­ گیری می­کنیم. در این فصل سعی می­کنیم که نتایج مطلوب این آنتن­ ها را ارائه دهیم.

فهرست مطالب

فصل اول.. 8

مقدمه-معرفی آنتن ها8

روش انجام تحقیق :9

مبانی آنتن:10

فصل دوم. 21

معرفی آنتن های آرایه ای.. 21

فركانس‌های مخابراتی.. 22

باندهای فركانسی.. 22

آنتن های آرایه فازی:25

اصول آرایه فازی:26

ترکیبات آرایه فازی:27

محاسبه ی خروجی آرایه چهار نقطه ای:28

هدایت بیم:28

مقایسه ی تغذیه گرهای موازی و متوالی:29

انواع phase shifter :30

پارامترهای آنتن آرایه فازی:35

نمودار پرتو افکنی آنتن ها:35

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی:35

نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی :36

نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین :39

نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده:39

جهت دهندگی آنتن ها:40

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان:41

شعاع های فرعی آنتن ها:42

مقاومت پرتو افكنی آنتن:43

امپدانس ورودی آنتن :43

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها:44

طول موثر آنتن:45

پهنای نوار فركانس آنتن ها:46

پلاریزاسیون آنتن ها:47

پلاریزاسیون خطی:47

پلاریزاسیون دایره ای :48

پلاریزاسیون بیضوی:49

آرایههای آنتن:49

ضریب آرایه برای آرایه های خطی:49

آرایه های خطی با فاصله گذاری یکسان و تحریک یکنواخت:51

عبارت ضریب آرایه:51

پویش تابه اصلی و پهنای تابه:54

آرایه سر آتش عادی:57

آرایه سر آتش هانسن – وودیارد. 58

انواع آرایه ها:59

آرایه های خطی:60

آرایه های مسطح:60

ویژگیهای آرایه فازی:62

تکنولوژی شیفت دهنده فاز:63

تکنولوژی شیفت دهنده ی فاز دیالکتریک ولتاژ:64

فصل چهارم. 65

شبیه سازی آنتن آرایه ی در نرم افزار HFSS. 65

روند طراحی در نرم افزار HFSS:66

نتایج شبیه سازی:72

فصل پنجم.. 76

نتیجه گیری.. 76

مراجع:79