شکل۴-۷ نمودار VSWR برای آنتن با دو اسلات U شکل در صفحه زمین و پچ مستطیلی براساس پارامترهای جدول ۴-۱………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۴
شکل۴-۸ نمایش توزیع جریانهای سطحی برای آنتن با دو اسلات U شکل در صفحه زمین و پچ مستطیلی براساس پارامترهای جدول ۴-۱ در فرکانس­های الف: ۶/۱گیگاهرتز، ب: ۳۲/۴گیگاهرتز و ج: ۱/۶ گیگاهرتز………۷۵
شکل۴-۹ نحوه تغییر شکل پچ تشعشعی از حالت مستطیلی به حالت حلقوی…………………………………………۷۵
شکل۴-۱۰ نمودار VSWR برای آنتن با دو اسلات U شکل در صفحه زمین و پچ حلقوی براساس پارامترهای جدول۴-۱……………………………………………………………………………………………………………………………………۷۶
د
شکل۴-۱۱ اضافه کردن استاب T شکل به پچ تشعشعی حلقوی…………………………………………………………..۷۶
شکل۴-۱۲ نمودار VSWR برای آنتن برای تغییزات LH………………………………………………………………….77
شکل۴-۱۳ نمودار VSWR برای آنتن برای تغیییرات dx………………………………………………………………….77
شکل۴-۱۴ نمودار VSWR برای تغییرات مکان بازوهای عمودی در سمت چپ اسلات­های U شکل در صفحه زمین…………………………………………………………………………………………………………………………………………..۷۸
شکل۴-۱۵ آنتن شبه مونوپول میکرواستریپی با دو باند فرکانسی وسیع…………………………………………………۷۸
شکل۴-۱۶ نمودار VSWR برای آنتن شبه مونوپول میکرواستریپ با دو باند فرکانسی وسیع. …………………..۷۹
شکل۴-۱۷ توزیع جریان­های سطحی برای آنتن شبه مونوپول میکرواستریپ با دو باند فرکانس وسیع در سه فرکانس(الف) ۵/۳ گیگاهرتز، (ب) ۲۵/۵ گیگاهرتز و (ج) ۸۵/۵ گیگاهرتز………………………………………………….۷۹
شکل۴-۱۸ نمونه ساخته شده آنتن شبه مونوپول میکرواستریپ با دو باند فرکانسی وسیع. ……………………….۸۰
شکل۴-۱۹ نمودار VSWR بدست آمده از نتایج شبیه سازی و اندازه گیری آنتن شبه مونوپول میکرواستریپ با دو باند فرکانس وسیع…………………………………………………………………………………………………………………….۸۰
شکل۴-۲۰ پترن­های تشعشعی صفحهH- وصفحه-E آنتن ارائه شده در شکل۴-۱۱در الف) ۵/۲، ب) ۲۵/۵، گیگا­­هرتز. ……………………………………………………………………………………………………………………………………۸۱
شکل۴-۲۱ اضافه شدن اسلات باریک در روی صفخه زمین جهت کنترل پاسخ فرکانسی. …………………………۸۲
شکل۴-۲۲ نمودار VSWR برای آنتن براساس تغییرات پارامتر PS…………………………………………………….82
شکل۴-۲۳ نتایج بدست آمده برای مکان­های مختلف PS……………………………………………………………………83
شکل۴-۲۴ نمودار VSWR برای آنتن به ازای ۸= PS میلی­متر………………………………………………………….۸۳
شکل۴-۲۵ نمونه ساخته شده آنتن شبه مونوپول میکرواستریپ تک بانده وسیع و قابل کنترل توسط اسلات (switch در شکل). ………………………………………………………………………………………………………………………۸۴
شکل۴-۲۶ پترن­های تشعشعی شبیه ­سازی شده صفحهH- برای سه آنتن (پچ ساده- تک بانده وسیع- دو باند وسیع) ارائه شده در فرکانس­­های الف) ۷۵/۳، ب) ۸۵/۵، گیگا هرتز. ……………………………………………………….۸۴
ذ
فهرست جدول­ها
جدول۱-۱ مقایسه ی مشخصات سه نمونه از آنتنهای مایکرواستریپ………………………………………………………۷
جدول۱-۲ کاربردهای آنتن­های میکرواستریپ……………………………………………………………………………………۷
جدول۲-۱ مقایسه خواص تشعشعی اسلات و پچ…………………………………………………………………………….. ۳۳
جدول۲- ۲ تعیین عرض خط تغذیه میکرواستریپی با زیر لایه هایی از جنس و ضخامت مختلف………………………۴۲
جدول۴-۱ پارامترهای ثابت در ساختار آنتن تک قطبی ارائه شده. ……………………………………………………….۷۰
جدول۴-۲ مقادیر بهینه پارامترهای موثر در طراحی اسلات­های U شکل در صفحه زمین………………………..۷۴
جدول۴-۳ بازده تشعشعی و مازیمم گین قابل قبول بدست آمده از شبیه سازی آنتن اول ارائه شده.…………..۸۱
جدول۴-۴ بازده تشعشعی و ماکزیمم گین قابل قبول بدست آمده از شبیه سازی آنتن دوم ارائه شده………….۸۳
ر
فصل اول
آنتن­های میکرواستریپ، تعریف و ساختار آن
۱-۱ تعریف آنتن­ میکرواستریپ
مفهوم تشعشع کننده­ های میکرواستریپ برای اولین بار توسط Deschamps در اواخر سال ۱۹۵۳ مطرح و اولین آنتن عملی درسال۱۹۷۰ساخته شد. از آن زمان به بعد تحقیقات وسیعی روی آنتن­های میکرواستریپ مختلف انجام شد. یک آنتن میکرواستریپ در ساده ترین نوع پیکربندی، همانطور که در شکل۱-۱ نشان داده شده است، شامل یک عایق با ثابت دی الکتریک کمتر از ۱۰ ( ) است که در یک طرف آن، صفحه زمین و در طرف دیگر آن، صفحه تشعشعی قرارگرفته است. جنس صفحه هادی تشعشعی عموما از طلا و مس می باشد. این هادی شکل های متفاوتی می ­تواند داشته باشد ولی معمولا شکل­هایی مورد استفاده قرار می­گیرند که انتظار می­رود عملکرد مناسبی داشته باشند و بتوان آن­ها را به راحتی مورد تحلیل قرار داد. انواع مختلف عایق­ها، ثابت دی الکتریک و تانژانت تلفات متفاوتی دارند. به طور ایده­ال در مبحث آنتن، ثابت دی الکتریک عایق برای افزایش میدان­های پراکندگی و تشعشع کننده باید کمتر از ۵/۲ باشد [۱].

شکل ۱-۱: پیکربندی آنتن میکرو استریپ ساده[۱[.
۱-۲ مزایا و معایب آنتن­های میکرواستریپ
آنتن­های میکرواستریپ مزایای متعددی نسبت به آنتن­های مرسوم مایکروویو دارند که باعث به کارگیری آن­ها در رنج وسیع فرکانسی از ۱۰۰مگاهرتز تا ۱۰۰گیگا هرتز شده است که بعضی از این مزایا عبارتند از :
۱) داشتن وزن و حجم کم و ساختار صفحه ای با ضخامت کم
۱
۲) امکان ساخت بصورت خیلی ارزان برای تولید انبوه
۳) سادگی ساخت یکپارچه با MIC ها روی یک زیرلایه
۴) امکان داشتن پلاریزاسیون خطی و یا دایروی با روش­های تغذیه آسان
۵) امکان طراحی برای حالت دو فرکانسی و دو پلاریزاسیون
۶) خطوط تغذیه و شبکه های تطبیق بطور همزمان با ساختار آنتن ساخته می­ شود.
آنتن­های میکرو استریپ با وجود داشتن این مزایا دارای معایبی بصورت زیر هستند:
۱) پهنای باند باریک و مسائل مرتبط با خطای ساخت
۲) بهره کمتر
۳) تلفات اهمی زیاد در ساختار تغذیه آرایه ها
۴) تشعشع به صورت نیم صفحه
۵) داشتن ساختار پیچیده تغذیه برای آرایه ها
۶) داشتن خلوص پلاریزاسیون[۱] ضعیف
۷) تشعشعات فرعی از تغذیه و نقاط اتصال
۸) تحریک موج­های سطحی
۹) قابلیت­های مدیریت توان ضعیف
آنتن­های میکرواستریپ پهنای باند باریکی در حد ۱ تا ۵ درصد در حالت عادی دارند که معیار محدود کننده عمده برای کاربردهای این آنتن­ها می­باشد. بیشترین تلاش محققین در این مقوله صرف افزایش پهنای باند این آنتن­ها شده است و پهنای باندهایی تا ۷۰ درصد بدست آمده است [۲] و [۳].
۱-۳ انواع آنتن­های میکرواستریپ
آنتن­های میکرواستریپ نسبت به آنتن­های مرسوم مایکروویوی توسط تعداد زیادی از پارامترهای فیزیکی توصیف می­شوند. این آنتن­ها دارای انواع مختلفی با ویژگی­های مخصوص به خود بوده و برای کاربرد ­های
۲
متنوعی با توجه به مشخصات مورد نظر استفاده می­شوند. تمام آنتن­های میکرواستریپ به چهار دسته اصلی تقسیم بندی می­شوند:

جهت دانلود متن کامل پایان نامه به سایت azarim.ir مراجعه نمایید.

آنتن­های پچ میکرواستریپ

آنتن­های دو قطبی میکرواستریپ

آنتن­های اسلات میکرواستریپ

آنتن­های میکرواستریپ موج رونده

۱-۳-۱ آنتن­های پچ[۲] میکرواستریپ
این آنتن­ها شامل یک پچ مسطح یا غیرمسطح که در یک طرف دی الکتریک و صفحه زمین در سوی دیگر دی الکتریک می­باشند. ضخانت پچ عموما در نظر گرفته می­ شود. زیر لایه ­های زیادی وجود دارند که برای طراحی آنتن­های میکرواستریپ استفاده می­شوند و ثابت­های دی الکتریک آن­ها معمولا در رنج بین۲/۲ تا۱۲ می­باشند. ارتفاع زیرلایه در این آنتن­ها می­با­شد. ثابت­های دی الکتریک کم، دارای بازده بالا و پهنای باند بیشتری هستند که البته با بزرگتر بودن ارتفاع زیر لایه همراه است. زیر لایه ­های نازک با ثابت­های دی الکتریک بیشتر برای مدارات مایکروویو مطلوبند چون آن­ها نیاز به میدان­های محدود دارند تا تشعشعات نامطلوب را مینیمم کنند، لکن دارای پهنای باند و بازده پایین­تری خواهند بود. پچ دارای اشکال مختلف می­باشد. مهمترین آن­ها که کاربرد عملی دارند و بیشتر در طراحی آنتن­ها مورد استفاده قرار می­گیرند، در شکل۱-۲ نشان داده شده است [۱].

شکل ۱-۲: اشکال مختلف برای پچ میکرواستریپ[۱].
۳
عموما پچ های مستطیلی و دایروی مورد استفاده قرار می گیرند، چون تحلیل و ساخت آن­ها ساده تر است و خواص تابشی خوبی دارند، به ویژه اینکه تابش پلاریزاسیون متقابل پایینی دارند، و نوعاً آنتن­های پچ دارای بهره ی ۵ الی ۶ دسی بل و محدوده پهنای بیم dB3 آن از ۷۰ تا ۹۰ درجه می­باشد[۱].
۱-۳-۲ آنتن­های دو قطبی[۳] میکرواستریپ