Skip to main content
SUPERVISOR
Zaker hossein Firoozeh,Mohsen Madahali
ذاکرحسین فیروزه (استاد راهنما) محسن مداح علی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed Alireza Hosseini Kishani Farahani
سیدعلیرضا حسینی کیشانی فراهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Design, Simulation and Fabrication of a Rotman Lens Antenna at Ku-band Based on SIW Structure
In many communication and radar applications it is needed to have antennas that create multiple beams in several directions or scan a beam spatially. Phased array antenna is an alternative approach for such applications.Phased arrays can be fed via several ways. One of the simplest methods for feeding them is embedding a microwave lens between transceiver and array. The microwave lens is one of the low cost, low profile and light instrument for feeding phased arrays. Many different types of lenses are available; but “Rotman” lens is the best among them; because it has compact size and easily attached to a linear array.Rotman lens is a multi-input, multi-output network. The input and output ports are called “beam port” and “array port” and the array ports are connected to the array elements through transmission lines. If one of the beam ports is excited, the electromagnetic wave will be emitted in the cavity space and reaches to array ports. The shape of contour that array ports have laid on it and the length of transmission lines are determined so that, a progressive phase taper is created on array elements, and thus a beam is formed at a particular direction in the space. If another beam port is excited, the phase taper on the array elements will be changed and the beam will be created at another direction.Rotman lens is used in situations that small and lightweight antenna with beam scanning ability is required. Some practical applications of the Rotman lens antenna are: Mounting on aircraft's nose for Electronic Counter Measure (ECM), using as Unmanned Aerial Vehicle (UAV) antenna and also for artificial vision of vehicles, etc. Up to now, different kinds of Rotman lenses such as metallic waveguide lens and microstrip lens have been introduced. Recently, one kind of transmission line, called Substrate Integrated Waveguide (SIW) was introduced. SIW structures combine the advantages of lightweight and low cost fabrication of printed circuit and the low loss characteristic of closed structures. In addition, SIW can easily be integrated with all the planar circuits. In this thesis, the design equations of SIW Rotman lens antenna are completely presented. After explanation the structure of Substrate integrated waveguide (SIW), a prototype SIW Rotman lens is designed to create 7 beams at angles of 0°, ±10°, ±20° and ±30°. This Rotman lens operates at center frequency of 16 GHz and frequency bandwidth of 1 GHz. Then three linear arrays of patch, Vivaldi and slot antennas are connected to the lens to realize the Rotman lens antenna. Keywords: Beam steering; microwave le Rotman lens antenna; substrate integrated waveguide
در بسیاری از کاربردهای مخابراتی و راداری نیاز به آرایه آنتنی داریم که چند باریکه به صورت همزمان تولید کند. استفاده از آنتن آرایه فازی و آنتن بازتابنده به همراه چند تغذیه، دو روشِ مرسوم برای تولید آنتن چند باریکه‌ای هستند که البته پیچیده و پرهزینه می‌باشند. در روش دیگردامنه و فاز در هر یک از عناصرِ آرایه توسط شبکه ای که شبکه شکل دهنده باریکه نامیده می‌شود و چند ورودی و چند خروجی دارد، کنترل می‌شود. هر کدام از خروجی‌های شبکه شکل دهنده باریکه به یکی از عناصر آرایه متصل می‌گردد و در نهایت با تحریک هر کدام از ورودی‌های شبکه، یک باریکه در زاویه‌ای خاص در فضا تشکیل می‌شود. عدسی‌های مایکروویو و مخصوصاً عدسی روتمن گروه مهمی از این شبکه ها را تشکیل می دهند. این عدسی‌ها معمولا در سه ساختار ریزنوار، موجبری و SIW پیاده‌سازی می‌شوند. استفاده از SIW روش جدیدی برای پیاده‌سازی ساختارهای مایکروویو است؛ که در سال‌های اخیر توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در این پایان‌نامه یک آنتن عدسی روتمن در ساختار SIW طراحی و شبیه‌سازی گردیده و به یک آرایه شکافی صفحه‌ای متصل شده است. در ابتدا مقدمه‌ای بر عدسی‌ روتمن ارائه شده . سپس ساختار SIW و روش طراحی آن عنوان گردیده است. در ادامه یک عدسی روتمن در ساختار SIW طراحی و شبیه‌سازی شده و به دو نمونه آنتن ساده متصل گردیده است. پس از آن، آنتن آرایه شکافی که نوع پرکاربردی از آنتن‌ها در کاربردهای مخابراتی می‌باشد، معرفی شده و یک نوع صفحه‌ای از این آنتن به عنوان نمونه نهایی طراحی و به عدسی روتمن متصل گردیده است. نمونه نهایی آنتن در نرم افزار CST شبیه‌سازی و سپس ساخته شده است و نتایج شبیه‌سازی و اندازه‌گیری با یکدیگر مقایسه گردیده‌اند. در نهایت نتیجه‌گیری و جمع بندی مطالب عنوان شده است. کلمات کلیدی: آنتن‌های چند باریکه‌ای، شبکه های شکل دهنده باریکه‌،آنتن عدسی روتمن، ساختار SIW

ارتقاء امنیت وب با وف بومی