اما به ازای یک فاصله ثابت میان المانها، به ازای افزایش فرکانس، زاویه اسکن به سمت بارِ انتهای موجبر منحرف میگردد و با کاهش فرکانس زاویه بیم اصلی به سمت تغذیه منحرف خواهد شد.
طراحی آرایه موج رونده موجبر شکاف دار نوعبا فاصله غیر یکنواخت میان عناصر
برای برخی کاربردهای خاص، مانند کنترل ترافیک هوایی، نیاز به بیم شکل داده شده مانند csc-square است تا یک بخش مشخص را اسکن نماید. تشعشع یک بیم شکل داده شده توسط آنتن، در حالت کلی، نیازمند تغییرات فاز و دامنه در طول روزنه ها یا المان ها است. لذا لازم است که بدانیم یک آرایه شکافدار خطی می‌تواند یک بیم شکل داده شده را ایجاد کند زیرا میتوان با تغییر مشخصات شکاف میزان رسانایی شکاف ها و در نتیجه میزان توان کوپل شده یا دامنه های تحریک را کنترل نمود و با تغییر فاصله بین شکاف ها می توان فاز بین المان ها را تنظیم کرد. پروسه تعیین موقعیت هر شکاف در طول موجبر برای ایجاد تحریک مطلوب بیشتر یک عمل سعی و خطا است. در مرجع [۱] در مورد طراحی آرایه های موج رونده با فاصله غیر یکنواخت توضیحاتی داده شده است.
خلاصه
در این فصل نمونه های پایه آنتن های موجبر شکاف دار مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نمونه های مختلف آرایه های خطی و صفحه ای این نمونه آنتن ها مطالعه شد. روش ها و پارامتر های طراحی، نحوه تغذیه و ویژگی های هر کدام از آرایه ها بحث شد و مشخص شد که آرایه های رزونانسی بیم را به صورت عمود بر محور آرایه تشعشع می کنند ولی پهنای باند فرکانسی مناسبی ندارند. از طرف دیگر آرایه های موج رونده دارای پهنای باند فرکانسی مناسبی بوده اما پترن این نمونه آرایه ها با تغییر فرکانس اسکن می کنند که البته در کاربرد های راداری این مشکل را می توان به صورت نرم افزاری حل کرد. به صورتی که می توان سیستم را آموزش داد که در هر فرکانس زاویه بیم اصلی به چه زاویه ای اشاره می کند.
فصل چهارم
آرایه موج رونده موجبر شکاف دار با شکاف اریب روی بدنه باریک موجبر
مقدمه
همانطور که در فصل گذشته مطرح شد، آرایه های موج رونده دارای پهنای باند فرکانسی خوبی می باشند. از طرف دیگر هرگاه نیاز به پلاریزاسیون عمودی باشد از شکاف های اریب روی بدنه باریک موجبر استفاده می شود. همانطور که اشاره شد این شکاف ها در طراحی آرایه های صفحه ای بسیار بیشتر از شکاف های روی بدنه پهن موجبر استفاده می شوند زیرا در این حالت فاصله کمتر بین خطوط موجبری در آرایه های صفحهای، از به وجود آمدن لوب گریتینگ در فرکانس های بالا جلوگیری می کند.[۴۱]
همانطور که در فصل یک مطرح شد بسیاری از رادار ها که باید هم دارای دقت و هم برد خوبی باشند در باند S طراحی می شوند. با توجه به این مسائل هدف در این فصل طراحی و شبیه سازی یک آنتن آرایه ای موج رونده موجبر شکاف دار باند S می باشد که از شکاف های اریب روی بدنه باریک موجبر استفاده می کند.
چون آنتن در باند S می باشد باید موجبر استاندارد باند S را انتخاب کرد و طراحی را روی این موجبر انجام داد. از این رو موجبر WR-284 انتخاب شده است که برای عملکرد در این باند مناسب بوده و دارای ابعاد a=2.84 inch و b=1.34 inch می باشد. طبق استاندارد های جهانی ضخامت این موجبر ۰.۲ سانتی متر است.
در این تحقیق هدف طراحی آرایه در فرکانس ۲.۸۵ GHz با سطح لوب کناری -۳۵ dB و پهنای بیم ۱.۹ درجه در پهنای باند فرکانسی ۱۰ درصد (۲.۷GHz-3GHz) می باشد.
روش طراحی آرایه موج رونده با شکاف اریب روی بدنه باریک موجبر
همانطور که در فصل دوم مطرح شد برای طراحی آرایه های خطی با سطح لوب کناری پایین و پهنای بیم باریک توزیع جریان تیلور به کار برده می شود. چون سطح لوب کناری مورد نظر-۳۵ dBمی باشد طبق جدول شکل ۶-۲ مقدار برابر با ۶ انتخاب شده است.
از فرمول ۴۰.۲ مقدار قابل محاسبه می باشد. سپس از فرمول ۴۱.۲ و با داشتن پهنای بیم ۱.۹ درجه طول کل آرایه قابل محاسبه می باشد. با توجه به مشخصات مورد نظر طول کل آرایه تقریبا ۳.۸متر می باشد. سپس با بهره گرفتن از فرمول ۳۷.۲ و ۳۸.۲ توزیع جریان خطی تیلور را می توان بدست آورد. همه مراحل بالا در نرم افزار متلب همانطور که در زیر مشاهده می شود، کد نویسی شده است و توزیع جریان تیلور برای مشخصات مورد نظر همانطور که در شکل ۱-۴ دیده می شود محاسبه و کشیده شده است.
برنامه متلب برای محاسبه توزیع جریان خطی تیلور:
Clear
Clc
n=input(’design parameter in taylor distribution n=’);
R0=input(’side lobe level in dB R0=’);
B=(pi/180)*input(’beamwidth in degree B=’);
f0=input(’center ferequency f0=’);
c=3*(10^8);%………………..wave velocity……………
lw=c/f0;%………………….wave length in free space….
a=2.54*2.84*.01;%………….. wide side of waveguide……
lc=2*a;%……………………cut off wavelength…………..
lg=1/(sqrt((1/lw)^2-(1/lc)^2))%………waveguide wavelength….
eta=10^(-R0/20);%………………………………
A=(1/pi)*acosh(eta);%………………A………….
sigma=n/sqrt(A^2+(n-.5)^2);%…………………….
l=((2*lw*sigma)/(pi*B))*sqrt((acosh(eta))^2-(acosh(eta/(sqrt(2))))^2)%………………….array length…………..
%pattern……………………………….
for i=1:1000
u(i)=i*.0111;
t=1;
h=1;
for m=1:n-1
t=t*(1-(((u(i)^2)/((sigma^2)*[A^2+(m-.5)^2]))));
h=h*(1-((u(i)^2)/(m^2)));
end
F(i)=abs(((sin(pi*u(i)))/(pi*u(i)*h))*t);
end
u=.0111:.0111:11.1;
plot(u,F)
%normalize current……………………..
for u=1:n-1
t=1;
for m=1:n-1
t=t*(1-((u^2)/((sigma^2)*[A^2+(m-.5)^2])));
end
F(u)=((factorial(n-1))^2/(((factorial(n-1+u))*(factorial(n-1-u))))*t);
end
|
[چهارشنبه 1400-08-05] [ 05:48:00 ق.ظ ]
|
