بخشی از مقاله
چکیده
رادوم یا گنبد آنتن یک ساختار پیچیده دی الکتریک است که به صورت محافظی محکم و ضد آب، از آنتنهای مایکروویو و رادار محافظت میکند و باعث حفظ آنتن رادار و تجهیزات الکترونیکی آن ها در برابر عوامل جوی و همچنین پوشش تجهیزات از نظر عموم مردم خواهد بود. حضور چنین پوششی بر آنتن، باید به گونه ای باشد که حداقل جذب امواج الکترومغناطیس را داشته و سیگنال تابیده شده به آن را تا حد امکان کامل از خود عبور دهد. زیرا در غیر اینصورت روی الگوی تشعشع آنتن تاثیر گذاشته و منجر به انحراف، انعکاس و تضعیف پرتو اصلی آنتن می شود.
ضخامت دیواره رادوم یکی از عوامل اصلی در کاهش اثرات ذکر شده است. لذا ضخامت رادوم باید با توجه به مواد به کار رفته در دیواره آن بهینه طراحی گردد. برای این منظور مواد به کار رفته باید دارای ضریب گذردهی الکتریکی، ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی، ضریب انعکاس و ضریب انتقال مشخصی باشند. در این مقاله اثرات تضعیف و انتشار در دیواره رادوم با استفاده از یک مدار معادل خط انتقال مدل شده و ضخامت بهینه جهت کمترین اثر روی سیگنال عبوری از دیواره رادوم شبیه سازی شده است.
مقدمه
جهت حفافظت آنتن رادارها و سامانه های مخابراتی - محدوده مایکروویو - در مقابل باد، باران، برف، و شن معمولاً از گنبد آنتن1 استفاده میشود. علاوه بر محافظت آنتن، رادوم ها به عنوان پوشش تجهیزات الکترونیکی همراه آنتن در هنگام پوشش برف و تگرگ یا بارش شدید باران عمل کرده و جلوی تخریب تجهیزات را می گیرند. همچنین باعث محافظت تعمیرکاران یا افراد اطراف رادار از برخورد و آسیب در هنگام چرخش های سریع رادار می باشد. گنبد آنتن را رادوم نیز می گویند که ترکیبی از کلمه های Radar و Dome می باشد.
رادوم باید به گونهای باشد که سیگنال تابیده شده به آن را تا بیشترین حد امکان از خود عبور دهد. به عبارت دیگر، انعکاس و جذب سیگنال از سطح گنبد آنتن تا حد امکان کم باشد. یعنی رادوم مانند محافظی شفاف برای امواج رادار و مایکروویو عمل کند. چرا که در غیر این صورت روی الگوی تشعشع آنتن تاثیر گذاشته و منجر به انحراف، انعکاس و تضعیف پرتو اصلی آنتن می شود.
- - Robert W. et al, 1998 علاوه بر این می تواند سبب بازتاب تصاویر لوب در الگوی تشعشعی آنتن هم باشد. در این مورد، راداری که یکی از وظایف آن زاویه سنجی از طریق لوب اصلی است دچار خطا در زاویه سنجی می شود و خطا در زاویه سنجی در رادارهای ردگیر یعنی انحراف از هدف اصلی و از دست دادن هدف و در رادارهای جستجو یعنی داده غلط در محاسبات. - - Chang K. and J. Schuss, 1989 شکل رادوم ها طوری طراحی می شود که باعث آیرودینامیک شدن مجموعه آنتن شده و باعث جلوگیری از چرخش آنتن در هنگام وزش های شدید باد گردد.
به عنوان نمونه یک کشتی را در دریا در نظر بگیرید که در مواجهه با طوفان ها، آنتن های سهموی آن چه وضعیتی خواهند داشت؟ - شکل شماره . - 1 یا یک هواپیمای مسافری که با سرعتی بالای 700 کیلومتر بر ساعت حرکت می کند سیستم سروومکانیزم آنتن دماغه برای حفظ موقعیت آنتن چه وضعیتی خواهد داشت؟ لذا استفاده از رادوم ها برای آنتن های رفلکتوری، سهموی، آرایه فازی و روزنه ای ضرورت بیشتری خواهد داشت. - - Piche A. et al, 2014
پوشش های رادوم در فرم های مختلفی مانند کروی، ژئودزیک و تخت ساخته می شود و بسته به نوع استفاده و محل نصب از مواد مختلفی چون فایبرگلاس، تفلون، ABS و… ساخته می شود. هنگامی که رادوم ها بر روی دماغه هواپیماها و موشک ها نصب می شوند و رادار های رو به جلو را در خود جای می دهند نام مخروط دماغه به خود می گیرند - شکل شماره . - 2
ضخامت دیواره رادوم یکی از عوامل اصلی در کاهش اثرات ذکر شده روی سیگنال های عبوری از رادوم است. لذا ضخامت رادوم باید با توجه به مواد به کار رفته در دیواره آن بهینه طراحی گردد. برای این منظور مواد به کار رفته باید دارای ضریب گذردهی الکتریکی، ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی، ضریب انعکاس و ضریب انتقال مشخصی باشند.
کاهش و یا افزایش ضخامت رادوم، باعث تغییر ضریب گذردهی الکتریکی، ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی، ضریب انعکاس و ضریب انتقال خواهد شد و این تغییرات یعنی تغییر در الگوی تشعشع آنتن، افت کیفیت سیگنال و . . .. البته در مواردی که جهت استحکام بخشی به سازه رادوم ؛مثل موشک های پدافندی با سرعت مافوق صوت؛ نیاز به ضخامت بیشتری است، بین ضخامت و اثرات آن روی سیگنال های ارسالی و دریافتی مصالحه ای باید صورت گیرد و همچنین در محاسبات سیستم رادار یا سامانه مخابراتی، اثر انحراف، انعکاس و تضعیف پرتو اصلی آنتن باید لحاظ گردد.
مثلا اگر میزان انحراف سیگنال پس از عبور از رادوم θ باشد و زاویه ورود سیگنال به آنتن پس از عبور از رادوم α باشد در پردازنده رادار یا سامانه مخابراتی مقدار θ - α باید لحاظ گردد. - - Susumu M. and Satoshi K., 1998 منظور از ضخامت بهینه رادوم، ضخامتی است که کمترین اثرات منفی روی سیگنال عبوری از رادوم بوجود آید.
-1 طراحی گنبد آنتن
برای سهولت در طراحی گنبد آنتن، بهتر است که سطح آن در ناحیهی دور آنتن قرار داشته باشد. در این صورت اگر آنتن در حالت فرستندگی فرض شود، امواج تقریباً به شکل کروی به سطح گنبد آنتن میرسند. پس با فرض شکل کروی برای گنبد آنتن - شکل - 3، جبههی موج آنتن به صورت عمودی به سطح گنبد آنتن برخورد مینماید. - Piche A. et al, 2014 -
