Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Bakhtafrouz,Abolghasem Zeidaabadi Nezhad
احمد بخت افروز (استاد راهنما) ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arya Kary
آریا کاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Analysis and Simulation of Scan Blindness in Phased Array Antenna and Its Removal using Hilbert EBG Structure
Microstrip patch antennas are very attractive due to their low profile and simple construction capability. But their disadvantages include narrow bandwidth, low gain, and surface wave propagation in a dielectric substrate. In dielectric substrates, a wave propagates that amplifies the mutual coupling between the elements and thereby reduces antenna gain and bandwidth. When space is scanned by the main beam, the surface wave propagates at a particular angle and the strong mutual coupling between the array elements results in impedance mismatch and, as a result, the power is reflected to array input. This angle is called "scan blindness angle of the phased array antenna". Reducing the surface wave can move the blind angle to larger angles and, as a result, array scans the wider region. In the past few decades, different methods have been used to remove surface wave in phased array antennas.In this thesis, first, the angle of the blindness and the surface wave have been introduced. The floquet analysis method of periodic structures is then used to determine the blind angle in a phased array antenna with uniform excitation. Analytical and numerical methods for analysis of EBG structures are presented. Then, a fourth order Hilbert curved EBG structure is designed and simulated to resonance and creation the band gap in X band. This structure does not require vias and therefore has a simpler construction capability. Five rows of proposed EBG have been placed between two microstrip patch antennas and it has been observed that the mutual coupling decreases by about 20 dB. An array of 9 × 7 elements is simulated. The results show that the existence of the EBG structure between the antenna elements can eliminate the scan blindness in 40 degrees. Keywords Phased array antenna, Electromagnetic bandgap structure, Scan blindness, Surface wave
آنتن‌های وصله‌ای میکرواستریپی به دلیل رخنمون باریک و قابلیت ساخت ساده، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. اما از معایب آنها می‌توان به پهنای باند باریک، بهره کم و انتشار موج سطحی در بستر عایق اشاره کرد. در بسترهای عایق موجی منتشر می‌شود که جفت‌شدگی میان عناصر آرایه را به شدت افزایش می‌دهد و در نتیجه باعث کاهش بهره و پهنای باند آنتن می‌شود. هنگامی که آرایه فضا را روبش می‌کند در زاویه ای خاص انتشار موج سطحی شدید می‌شود و جفت‌شدگی شدید بین عناصر آرایه باعث عدم تطبیق امپدانس و در نتیجه بازگشت توان به ورودی آرایه می‌شود. این زاویه به اصطلاح زاویه کور آنتن آرایه فازی نامیده می‌شود. کاهش موج سطحی می‌تواند زاویه کور را به زاویه‌های بزرگتر منتقل کند و درنتیجه آرایه گستره زاویه‌ای بزرگتری را روبش ‌کند. در چند دهه گذشته روش های مختلفی برای حذف موج سطحی در آنتن‌های آرایه فازی به کار گرفته شده است. در این پایان نامه ابتدا زاویه کور و موج سطحی معرفی شده‌اند. سپس برای تعیین زاویه کور آنتن آرایه فازی با تحریک یکنواخت از روش تحلیل فلوکه ساختار متناوب و برای حذف موج سطحی روش EBG انتخاب شده است. روش های تحلیلی و عددی برای تحلیل ساختار EBG ارائه و در ادامه یک EBG با انحنای هیلبرت مرتبه چهار برای تشدید و ایجاد گاف نواری در باند X طراحی و شبیه‌سازی گردیده است. این ساختار به میله‌های اتصال کوتاه نیاز ندارد و بنابراین قابلیت ساخت ساده‌تری دارد. پنج ردیف از EBG پیشنهادی بین دو آنتن وصله‌ای میکرواستریپی قرار داده شده است و مشاهده شده که جفت‌شدگی متقابل حدود 20 دسیبل کاهش می‌یابد. در ادامه یک آرایه آنتن شبیه سازی شده است. نتایج نشان می‌دهند که وجود ساختار EBG بین عناصر آنتن، زاویه کور را در آرایه مذکور حذف خواهد کرد. واژه‌های کلیدی: 1-آنتن آرایه فازی. 2-ساختار گاف نواری الکترومغناطیسی. 3-زاویه کور روبش. 4-موج سطحی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی