بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله یک آنتن شیپوری تیغه ای مخروطی با گین بالا،برگ کناری کوچک برای کاربردهای پهن باند طراحی و شبیه سازی شده است.آنتن طراحی شده نسبت ایستایی موج کوچکی دارد که کمتر از 2 برای پهنای باند 4,3 تا 15,5 را است.به طور همزمان این آنتن دارای گین بالا و و قابلیت پلاریزاسیون همزمان خطی عمودی و افقی و ایزولاسیون خوب بین تحریک ها هست.
1. مقدمه
آنتن های شیپوری کاربردهای فراوانی مانند رادار،سیستم های دنبال کننده ماهواره،جنگ الکترونیک،تجهیزات استاندارد اندازه گیری و سیستم های ردیابی دارند .[3-1] این کاربردها به دلیل بعضی از ویژگی ها مانند پهنای باند وسیع،بهره ی نسبی بالا، جهت دهی خوب مناسب است که آنتن شیپوری به صورت ذاتی دارد 5]،.[4 برای افزایش پهنای باند می توان از تیغه ها در قسمت بازشدگی آنتن شیپوری استفاده کرد.
تیغه ها را همچنین می توان برای بالابردن فرکانس قطع مود بالا و کاهش فرکانس قطع مود غالب؛در نتیجه افزایش محدوده ای که آنتن می تواند به صورت تک مود کار کند در قسمت موجبری ادامه داد.که این به علت اثر خازنی آنها است7]و.[6 در اصل می توان گفت موجبر تیغه ها مانند یک خط انتقال عمل می کنند و فرکانس قطع خط انتقال صفر است و فرکانس قطع موجبر دایروی به ابعاد آن ربط دارد. در نتیجه آنتن تیغه شیپوری مانند یک خط انتقال دایروی است که باز میشود تا امپدانس قسمت موجبری را با هوا تطبیق دهد .[2]
2. قسمت های مختلف آنتن چهارتیغه:
آنتن طراحی شده در این مقاله که پهنای باند نسبتا وسیع دارد و قابلیت دو پلاریزاسیون همزمان خطی را دارد. در شکل 1 نشان داده شده است.
3,1 موجبر چهار تیغه :
موجبر چهار تیغه ای یک موجبر است که به سیله ی چهار تیغه برای هر دو پلاریزاسیون لود شده است. برای عملکرد تک مود؛افزایش پهنای باند بین مودهای TE10,TE20l و تطبیق امپدانس کابل کواکسیال - 50 اهم - و موجبر باید فاصله کمی بین تیغه ها باشد. همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، ابتدا چهار تیغه ای موجبر را بدون کابل های کواکسیال برای تک مود بودن - - TE10 برای پهنای باند 4 تا 16 شبیه سازی می کنیم.
طراحی باید طوری باشد که مود TE10 مود انتشاری باشد و S12 آن در حدود 0db باشد ولی مود TE20l منتشر نشود. فرکانس قطع مود TE11 بسیار نزدیک به مود TE10 است.که این حقیقت موجبر چهار تیغه ای را ازدو تیغه موجبر متمایز می کند.با این حال اگر مود TE11 منتشر نشود پهنای باند بین مود TE10 و TE20l میتواند خیلی بزرگ شود .[8]
در آنتن طراحی شده طول قسمت موجبری 7mmو شعاع قسمت موجبری 6.55mm است. در شکل های زیر مشاهده میشود که ضریب عبور برای مود اول در حدود 0dB است در حالی که برای مود دوم در حدود -10db است.و این مقدار برای مود سوم بسیار ناچیز و در حدود -150db است.که نشان می دهد.مود اول به خوبی منتشر میشود در حالی که مود دوم و سوم منتشر نشده اند.
نکات ورود کابل های کواکسیال در موجبرچهار برای می نی مم کردن بازتاب از پورت ها:
الف - مغزی داخلی کابل کواکسیال از اولین تیغه رد میشه و سپس به تیغه دیگر میرسد. که در شکل هم مشخص است.این تکنیک باید برای هر ورود هر دو کابل کواکسیال به تیغه ها رعایت شود.
ب - مغزی و محافظ کابل کواکسیال باید خیلی نزدیک به گوشه ی تیغه وارد شود.این ویژگی در هم در شکل بالا نشان داده شده است.البته باید توجه شود که به علت اختلاف فاصله بین مغزی ها تیغه ها هم باید فاصله داشته باشند.[8] ج - نکته دیگری که باید به ان توجه کرد این است که برای تطبیق امپدانس کابل کواکسیال با موجبر چهار باید فاصله ی تیغه ها را خیلی کم کرد.که برای این انجام این کار چاره ای جز پخ زدن تیغه ها نیست.که این مساله هم در شکل مشخص است.
اثر افزایش ضخامت و فاصله ی تیغهها:
به طور تجربی این نتیجه بدست امد که افزایش ضخامت تیغه ها ضریب انعکاس را در باند فرکانسی بالا بهتر می کند. همچنین کاهش فاصله ی تیغه ها ضریب انعکاس را در باند فرکانسی پایین بهبود می بخشد.
3,2 رزوناتور:
انواع مختلفی از رزوناتور را می توان برای تطبیق امپدانس کابل کواکسیال با موجبر استفاده کرد.اصول خاصی برای طراحی رزوناتور وجود ندارد و فقط به طور تجربی می توان رزوناتور مناسب برای تطبیق استفاده کرد.>9@البته برای این طراحی مناسب ترین نوع رزوناتور شکل شماره 1 است.طول رزوناتور برابر 15 میلیمتر و طول و عرض حفره ها به ترتیب3 و 4 میلیمتر است.
