عنوان پایان‌نامه
طراحی و شبیه سازی یک المان پهن باند برای آنتن های آرایه بازتابی با کاربرد در ارتباطات بین ماهواره ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی فناوری ماهواره
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 550;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78447;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 550;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78447
- تاریخ دفاع
- ۰۵ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- حسین وحید
- چکیده
- در ارتباطات بین ماهواره‌ای با توجه به فاصله طولانی بین ماهواره‌های فرستنده و گیرنده استفاده از آنتن‌های با بهره بالا بسیار موردتوجه است. در این میان آنتن‌های آرایه بازتابی نسل جدیدی از آنتن‌های با بهره بالاهستند. آنتن‌های آرایه بازتابی با توجه به مزیت‌هایی همچون ساختار ساده و عدم نیاز به شبکه‌های تغذیه پیچیده که نسبت به آنتن‌های بازتابنده سهموی و آرایه‌های فازی دارند در بسیاری کاربردها موردتوجه هستند. ازآنجاکه آنتن‌های آرایه بازتابی غالباً با محدودیت پهنای باند مواجه هستند در ارتباطات بین ماهواره‌ای نیاز به طراحی آنتن با پهنای باندی مناسب همراه با تخصیص باند فرکانسی مناسب است. در این پژوهش با معرفی مزیت به‌کارگیری فرکانس ?? گیگاهرتز در ارتباط بین ماهواره‌های LEO، به‌منظور فراهم نمودن پهنای باندی وسیع به طراحی عنصر تشعشعی مناسبی پرداخته‌شده است. عنصر مایکرواستریپ طراحی‌شده با ساختاری تک لایه و با شکلی نو به‌صورت Bow-Tie توانسته محدوده تغییرات فازبازگشتی بیشتر از 600 درجه را با وضعیت قابل قبولی از خطی بودن با تغییر طول وصله ارائه دهد. همچنین در فرکانس‌های نزدیک به فرکانس نوسان نمودارهای تغییرات فاز تا حد قابل قبولی موازی و نزدیک به هم بوده که این نشان‌دهنده عملکرد المان طراحی‌شده به‌صورت پهن باند است. درنهایت با در نظرگیری هندسه یک آنتن بازتابنده سهموی یک آنتن آرایه بازتابی معادل شبیه‌سازی‌شده و پارامترهای میدانی این طراحی با تمرکز بر پهنای باند آنتن گزارش‌شده است. آنتن طراحی‌شده توانسته پهنای باند بهره dB1 برابر 6/26% را در بیشترین مقدار بهره برابر با dBi5/21 ارائه دهد. به‌منظور تغذیه آنتن آرایه بازتابی از یک آنتن بوقی هرمی با بهره dBi17در فرکانس GHz60 و با زاویه 30 درجه نسبت به محور اصلی آرایه استفاده‌شده است. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده باکارهای پیشین در این زمینه نشان‌دهنده عملکرد مناسب المان طراحی‌شده به‌منظور پهن باندی آنتن نهایی است.
- Abstract
- In inter satellite communications due to the far distance between transmitter and receiver satellites; the use of high gain antenna has recieved more attention. The reflectarray antenna as a new generation of high gain antenna is attractive due to the advantages such as simple structure and no need for complex feed networks compared to parabolic reflector and phase array antenna. Since most of the reflectarray antennas suffer from bandwidth limitation, in inter satellite communication, it is necessary to design a reflect array antenna with broadband bandwidth and suitable frequency allocation. In this study by introducing the advantages of using 60 GHz frequency band in LEO inter satellite links, a radiative element is designed to provide broad bandwidth response. The designed element with single layer structure and novel Bow-Tie shape of microstrip patch has provided phase range higher than 600 degree with acceptable linearity response by changing the patch length. Also at frequency close to the resonace frequency, phase change curves was parallel enough that is indicative of broadband behavior of the proposed element. Finaly by considering the geometry of a parabolic reflector antenna, an equivalent reflect array antenna is simulated and field parameters are presented focusing on antenna bandwidth. Simulated antenna could provide 1dB gain bandwidth equal to 26.6% at 21.5dBi peak gain. In order to feed the reflectarray antenna, a pyramidal horn antenna with 17dBi gain at 60GHz frequency is used considering 30 degree offset angle from array axis. Comparsion of the obtained results and previous related studies shows the good performance of proposed element to improve the simulated antenna bandwidth
