Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Gholarmreza Askari
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد راهنما) غلامرضا عسگری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamed Khayam Nekoei
حامد خیام نکوئی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Analysis, Design & Simulation of the Feed Antenna forParabolic Reflector with Modified Cosecant SquaredRadiation Pattern
The shaped cosecant squared pattern is one of the usual patterns that are used in the searchantenna andsurveillance radar systems and has impressive effect in these type of radar systems.One of the important characteristics of this pattern is the constant received power from the target that is flying atconstant height from the earth (with the assumption that the target Radar Cross Section (RCS) is constant).Another one is satisfyingcoverageof vertical detection that cause have no target missing in radar systems.Different ways are suggested to generate this pattern. Among these usual ways, forming the surface of the reflector or using the stacked beams method for reflector antenna feed; can be referred.In stacked beams, each of these feeds produce special beam.After that with using the microwave circuit named matrix, these beams are combined with different weights and construct the desired radiation pattern.In this thesis, as the building of the shaped reflector or matrix cause many problems and complicated snags;alternative ways are studied. It means that without any reflector shaping and feed changing,the desired pattern will be constructed. So in the beginning,the two usual ways are studied and the reflector formation way is analyzed exactly.Also this way is numerically simulated with FEKO software and the important parameters in designing are extracted. With the help of extracted outcome the idea of using antenna feed with appropriate lens in front as the parabolic reflector antenna feed; issuggested and analyzed.But for the reason of impractical construction, this idea is not useful and have to beoverruled.In continuance using the two horn antennas for the feed is studied and simulated and at the end of the thesis;linear dipole array antenna is suggested as the parabolic reflector feed. Also by using the genetic algorithm,the appropriate phase and amplitude of all elements are extracted.Therefore this antenna array is implementedby using a pair line structure in traveling wave state which feeds by couplers.In this thesis, all the reflectors and their feeds; are designed to reach the bandwidth of 100 MHz and gain of 33 dB with the average power of 10KWatts at the center frequency of 1.3GHz. Keywords: Shapedreflectorantenna,Parabolic reflector, Radiationpattern, Cosecant-square
پترن مجذور کسکانت اصلاح شده از جمله پترن‌های تشعشعی متداولی است که در آنتن رادارهای جستجو و مراقبتی، مورد استفاده قرار می‌گیرد و نقش به‌سزایی را در این نوع رادارها ایفا می‌کند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این پترن، ثابت ماندن توان دریافت شده توسط آنتن، از هدفی است که در ارتفاع ثابت از سطح زمین پرواز می‌کند (با فرض ثابت ماندن سطح مقطع راداری هدف). از دیگر ویژگی این نوع پترن، راستای پوششی زیادی است که در جهت ارتفاع فراهم می‌کند و باعث می‌شود هدف در رادار از دست نرود. روش‌های مختلفی برای ساخت این نوع پترن پیشنهاد شده است. از متداول‌ترین این روش‌ها می‌توان به دو روش اشاره کرد: 1- شکل دادن سطح رفلکتور با تغذیه آنتن هورن؛ 2- استفاده از تغدیه آنتن با بیم‌های پشته‌ایو رفلکتورسهموی (یا رفلکتور سهموی شکل‌یافته)؛ به صورتی که هر کدام از آنتن‌های تغذیه، بیم مشخصی را تولید می‌کنند؛ سپس به‌کمک یک مدار مایکروویوی به نام ماتریس، این بیم‌ها با وزن های مختلف با یکدیگر ترکیب شده و پترن مطلوب، حاصل می‌گردد. در این پایان نامه؛ با توجه به این که فرآیند ساخت رفلکتور شکل‌یافته و یا ساخت عملی ماتریس، مشکلات و پیچیدگی‌های فراوانی را در صنایع نظامی داخلی ایجاد کرده است؛ به بررسی روش‌های جایگزین پرداخته می‌شود؛ به‌طوری‌که بدون شکل دادن به رفلکتور و ایجاد تغییر در تغذیه، پترن موردنظر حاصل گردد. ابتدا؛ دو روش مذکور مورد بررسی قرار گرفته و روش رفلکتور شکل‌یافته؛ به صورت دقیق، تحلیل و با نرم افزار تجاری فکوشبیه‌سازی می‌گردد و پارامتر های مهم طراحیاستخراج می‌شوند. به کمک نتایج بدست آمده، ایده‌یاستفاده از آنتن تغذیه به همراه آنتن لنز مناسب به عنوان تغذیه آنتن رفلکتور سهموی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و در انتها؛ به دلیل غیرعملی بودن ساخت آن در داخل کشور کنار گذاشته می‌شود. در ادامه؛ استفاده از دو هورن به عنوان تغذیه، بررسی و شبیه‌سازی شده و در پایان، استفاده از آرایه ای از آنتن‌ها در مقابل رفلکتور سهموی پیشنهاد و دامنه و فاز مورد نیاز عناصر آرایه به‌کمک الگوریتم ژنتیک بدست آورده می‌شود و سپس با استفاده از تغذیه خط دو سیمه در حالت موج رونده از طریق کوپلینگ پیاده‌سازیخواهد شد. تمام طراحی‌ها در فرکانس مرکزی1300 مگاهرتزو و برای رسیدن به پهنای باند 100 مگاهرتز وگین 33 دسی بل و توان میانگین 10 کیلو وات انجام گرفته است. کلمات کلیدی: 1- آنتن رفلکتورشکل‌یافته 2-رفلکتور سهموی3-پترن تشعشعی4- مجذورکسکانت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی