عنوان پایان‌نامه
تحلیل آنتن های کواکسیال شیاردار با تلف تزویج یکنواخت در مجاورت تونل
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2094;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53986
- تاریخ دفاع
- ۳۰ فروردین ۱۳۹۱
- دانشجو
- راضیه مقیمی کندلوسی
- استاد راهنما
- رضا فرجی دانا
- چکیده
- در این پایان‌نامه، اثر تونل بر خصوصیات تشعشعی یک کابل کواکسیال شیاردار بررسی می¬شود. برای این منظور اثرات تونل برروی توزیع جریان شیار موجود روی آنتنی با یک شیار مورد توجه قرار می‌گیرد. روش معادلات انتگرالی میدان‌ها برای حل مساله انتخاب شده‌است که برای حصول به آن به توابع گرین پتانسیل‌های کمکی برای منابع الکتریکی و مغناطیسی در داخل تونل (مجاورت تونل) نیاز داریم. از این رو در ابتدا با معرفی مدل‌های مختلفی که برای تونل در ادبیات تحقیق مورد استفاده قرارگرفته‌است، مدل مناسبی را برای محاسبه‌ی تابع گرین تونل انتخاب می‌کنیم. در این مدل تونل توسط یک موجبر استوانه¬ای با سطح مقطع مستطیلی و دیواره¬های هادی کامل الکتریکی عرضه می¬شود. در ادامه، با استفاده از روش تصاویر مختلط، تابع گرین تونل را به شکل بسته به‌دست خواهیم‌آورد. تابع گرین ارائه‌شده در این پایان نامه، علاوه بر سادگی محاسبه و دقت مناسب آن، سرعت همگرایی بالاتری نسبت به توابع گرین تصاویر حقیقی و حل مودال دارد. روش حلی که در این پایان‌نامه ارائه شده‌است، مبتنی بر ماتریس‌های به‌دست‌آمده از حل ممان مساله‌ی فضای آزاد است. به عبارت دیگر، اگر توزیع جریان شیار روی آنتن را در مساله‌ی فضای آزاد به روش ممان محاسبه کرده‌باشیم، با داشتن ماتریس‌های ممان آن و هم چنین یافتن رابطه‌ای مناسب که بیانگر اثر تونل است، می‌توان مساله‌ی تونل را نیز حل نمود و نیازی به حل مساله‌ی ممان جدید نخواهیم‌داشت. سرعت و دقت روش ارائه شده، راه را برای طراحی کابل کواکسیال شیاردار با تلف تزویج یکنواخت درون تونل و بهینه‌‌سازی‌های لازم، ساده و هموار می‌کند. با استفاده از روش پیشنهادی، ابتدا به بررسی اثر تونل بر توزیع جریان یک آنتن دوقطبی نیم‌موج، به عنوان یک آنتن ساده و پرکاربرد می‌پردازیم و درستی روش ارائه شده را با مشاهده‌ی تطابق نتایج حاصل از آن با حل دقیق مساله می‌آزماییم. سپس، مساله‌ی کابل کواکسیال تک‌شیار در درون تونل را با استفاده از این روش حل نموده نتایج کار را با نتایج حاصل از نرم‌افزار FEKO مقایسه می‌کنیم.
- Abstract
- In this thesis, the effect of tunnel on the radiation characteristics of slotted coaxial antenna is investigated. To this end, the tunnel effects on the current distribution of a single-slot coaxial cable is considered. Integral equation formulation of the fields has been chosen to solve for the unknown current distribution; thus the appropriate Green’s functions of the auxiliary potentials for the electric and magnetic infinitesimal sources are required. To this end, a proper model for tunnel is selected from different models available in the literature. In this model, the tunnel is represented by a rectangular waveguide made of PEC walls. Using this model, a closed form representation of the required Green’s functions is derived by employing the complex images method. The derived Green’s functions enjoy ease of calculation, as well as good accuracy and fast convergence compared with the real images method and the modal method. By representing the effect of tunnel on the antenna current distribution as an additive perturbation of the same antenna current distribution located in free space, one can use the Method of Moment (MoM) solution of current distributions inside the tunnel and in free space to arrive at a new formulation to compute the perturbed current distribution by using the free space solution. In other words, if the current distribution of the antenna in free space is known by using the MoM, the tunnel effects can be calculated by using the free space MoM matrix and an appropriate perturbation matrix representing the tunnel walls’ effects. The speed and accuracy of the proposed method are its main advantages especially when the design and optimization of a leaky coaxial cable with uniform coupling loss is under investigation. To test the accuracy of the proposed method, it is applied to the problem of a half-wavelength dipole located inside a tunnel. The results are compared with the known exact solution of the problem. Excellent agreements are observed. Then, the problem of the tunnel effects on the current distribution of a single-slot coaxial cable is solved. Good agreements are observed between our results and those obtained by using the FEKO software.
