در فصل پنجم آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکافداری که از یک نمونه شکاف های چرخش نیافته روی بدنه باریک موجبر تشکیل شده است به عنوان خروجی این پایان نامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت و مشخصات تشعشعی و تلفات بازگشتی و نکات ریز طراحی آن بیان خواهد شد و در نهایت فصل آخر به ارائه پیشنهاداتی برای ادامه کار این پایان نامه توسط سایر دانشجویان خواهد پرداخت.
فصل دوم
تئوری آنتن و آرایه ها
قبل از شروع به طراحی ضروری است تا با برخی از مفاهیم و پارامترهای اساسی آنتن ها و آرایه ها آشنا شویم. پس از آن، نیازمندی های اولیه فرآیند طراحی یک آنتن آرایه ای با سطح لوب کناری پایین بحث خواهد شد.
آنتنجزء تفکیک ناپذیر هر سیستم راداری است. طبق تعریف استانداردIEEE برای آنتن ها ، آنتن عبارت است از ابزار تشعشع و دریافت امواج رادیویی.]11[به عبارت دیگر، آنتن فرستنده قطعه ای است که یک سیگنال را از خط انتقال تحویل گرفته و آن را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل کرده و به فضای آزاد تشعشع می کند. درحالت گیرندگی آنتن، امواج الکترومغناطیسی برخورد کننده به آن را تبدیل به سیگنال الکتریکی می کند. ( شکل 2-1 )
شکل ‏21: آنتن به عنوان یک قطعه مبدل
در یک سیستم راداری، عمدتاً آنتن طوری طراحی و بهینه سازی می شود که بتواند انرژی را در برخی جهات تشعشع کند و به بعضی طرف ها اصلاً موجی ارسال نکند. بنابراین آنتن علاوه بر وظیفه تبدیل کنندگی وظیفه جهت دهندگی به تشعشع را نیز دارد. برآورده کردن این خواص باعث می شود کهآنتن شکل های مختلفی پیدا کند. تبعاً آنتن گاهاً شامل یک قطعه فلز ، روزنه14، زیر لایه15 و یا المان های دیگر است.
پارامترهای مهم آنتن
برای توصیف عملکرد آنتن تعریف برخی پارامترهای آنتن الزامی است. مهم ترین این پارامترها عبارت است از فرکانس عملکرد ، پهنای باند، الگوی تشعشعی ، جهت دهندگی، بهره، امپدانس ورودی و غیره.
پهنای باند16 فرکانسی
پهنای باند فرکانسی آنتن(BW ) محدوده فرکانسی است که در آن عملکرد آنتن نسبت به برخی خواص مطابق با استانداردهای لازم باشد. پهنای باند را می توان محدوده فرکانسی در دو طرف فرکانس مرکزی در نظر گرفت که حول آن فرکانس مرکزی، مقدار قابل قبولی برای آن پارامتر وجود داشته باشد. در کاربرد های راداری عموماً لازم است که تلفات بازگشتی17 آنتن در پهنای باند فرکانسی کمتر از dB 10- باشد. پهنای باند آنتن به دو صورت می تواند تعریف شود. پهنای باند مطلق ( ABW) و پهنای باند نسبی (RBW ) . اگر fH وfL به عنوان فرکانس قطع بالا و فرکانس قطع پایین تعریف شود، پهنای باند مطلق عبارت است از تفاوت دو فرکانس قطع. در حالیکه پهنای باند نسبی به صورت درصد تفاوت دو فرکانس قطع نسبت به فرکانس مرکزی تعریف می شود. بنابراین این دو پارامتر بصورت زیر تعریف می گردند:
(1.2) ABW=f_H-f_l
(2.2) FBW=2 (f”H” -f”L” )/(f”H” +f”L” )
برای برخی آنتن ها، پهنای باند همچنین می تواند بصورت نسبت فرکانس قطع بالا به فرکانس قطع پایین به صورت زیر تعریف گردد.

سایت ما حاوی پایان نامه های زیادی است – می توانید جستجو کنید :

(3.2) BW=f”H” /f”L”
الگوی تشعشعی18
الگوی تشعشعی (یا الگوی آنتن) بیان کردن ویژگی های تشعشعی آنتن طبق توابع مختصات سه بعدی است. در مورد آنتن ها می توان گفت میدان های دور19 آنتن ، منطقه ای است که توزیع زاویه ای توان تشعشعی به فاصله بستگی ندارد. الگوی آنتن، میدان نرمالیزه شده به حد اکثر را توصیف می کند. خواص تشعشعی ، تابع توزیع فضایی انرژی تشعشعی به صورت دو بعدی و یا سه بعدی است که نسبت به موضع مرجع سنجیده می شود. در عمل الگوی سه بعدی آنتن در بسیاری از موارد مورد نیاز است و گاهی به جای آن یک سری الگوهای دو بعدی استفاده می گردد. در عمده کاربردهای عملی ، نمودار تابع بر حسب φ و θ برای برخی فرکانس های مشخص داده میشود که اطلاعات کافی را در مورد نحوه تشعشع آنتن در اختیار ما قرار میدهد.
برای یک آنتن با قطبیدگی خطی عملکرد آنتن ها عموماً با دو مؤلفه صفحه E و صفحه H سنجیده می شود. صفحه E صفحه ای است که حاوی بردارهای میدان الکتریکی و در جهت حداکثر تشعشع و صفحه H صفحه ای است که بردارهای میدان مغناطیسی و در جهت حداکثر تشعشع در آن قرار دارند.]11[
برای عمده آنتن ها سه نوع الگوی تشعشعی به صورت زیر تعریف می شود.
الف- همه جهته20: یک آنتن بی تلف فرضی که در تمامی جهات به یک میزان تشعشع می کند. این آنتن تحقق خارجی ندارد و عمدتاً به عنوان یک آنتن ایده آل برای مقیاس سنجش میزان جهت دهندگی آنتن ها به کار می رود.
ب- جهت دار21: آنتنی که دریافت و یا ارسال امواج الکترومغناطیسی در آن در برخی جهات خیلی موثرتر از بعضی جهات دیگر است. در اصطلاح به آنتنی جهت دار گویندکه میزان بیشینه جهت دهندگی آن خیلی بیشتر از یک آنتن دو قطبی استاندارد باشد.

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

ج- نیمه جهتی22: آنتنی که در یک صفحه، الگوی تشعشعی غیر جهت دار داشته و در سایر صفحات عمود بر آن دارای الگوی جهت دار باشد.
جهت دهندگی23 ، بهره24 و پلاریزاسیون
برای توصیف خواص الگوی تشعشعی آنتن پارامتر D به کار می رود. این پارامتر بصورت نسبت بین شدت تشعشع U در یک جهت مشخص به یک منبع ایزوتروپیک تعریف می شود. برای یک منبع ایزوتروپیک شدت منبع U0برابر است با نسبت توان تشعشعی کل Prad به π4 . بنابر این جهت دهندگی بصورت زیر محاسبه می گردد.
(4.2) D=U/U”0″ =π4U/P”RAD”
که در آن U شدت تشعشع در یک جهت مشخص است. در صورتی که U حد اکثر مقدار خود را داشته باشد میزان جهت دهندگی بیشینه می گردد. بهره آنتنG با جهت دهندگی ارتباط تنگاتنگ دارد. با در نظر گرفتن بازده تشعشعی erad رابطه بین بهره و جهت دهندگی آنتن بصورت زیر در می آید:
(5.2)G = erad D
شکل ‏22: مدار معادل آنتن
شکل2-2مدار معادل یک آنتن را تصویر می کند که در آن Rr، RL،L و Cبه ترتیب مقاومتتشعشی ، مقاومت تلفی ، مقدار اندوکتانس و ظرفیت خازنی است. بازده تشعشعی eradبه صورت نسبت توان رسیده به مقاومت تشعشعی به مجموع توان رسیده بهRL و Rrاست و به صورت زیر تعریف می شود.
(6.2) e”rad”=R”r” /(R”r” +R”L” )
بعنوان نمونه از یک آنتن ، دو قطبی کوچک ( دو قطبی هرتز ) معرفی میگردد. دو قطبی هرتز دو قطبی است که طول dl بسیار کمتر از طول موج تحریک شده باشد. (dl λ ) یا ( dl λ/50 ) . علاوه بر این می بایستی شعاع سیمa بسیار کمتر از طول موج λ باشد. همانطور که در شکل 2-3 نشان داده شده است یک سیم کوچک خطی در مبدا مختصات در راستای z به صورت متقارن قرار داده شده است.
شکل ‏23 : دو قطبی هرتز
دو قطبی بسیار کوچک معادل یک المان جریان Idl است. از آنجایی که این سیم خیلی کوتاه است جریان نیز در طول آن ثابت فرض می شود. با اینکه دو قطبی بسیار کوچک خیلی عملی نیست ولی این المان برای طراحی ساختارهای پیچیده تری به کار می رود. حال به محاسبه برخی پارامترهای مهم این آنتن می پردازیم.
الف : میدان تشعشعی : برای یافتن میدان های تشعشعی بوسیله یک المان لازم است تا بردار پتانسیل مغناطیسیAیا بردار پتانسیل مغناطیسی Fمشخص گردد. از آنجا که برای دوقطبی هرتز تنها جریان الکتریکی داریم، می توانیم بنویسیم:]12[
Az=(μ”0″ Idl)/4πr e^(-jkr) , F=0 (2.7)

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید