تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,298 |
تعداد مقالات | 15,883 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,116,581 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,887,930 |
پیادهسازی آنتن آرایه بازتابی تکلایه، کمهزینه و پهنباند با استفاده از زیرلایه غیرهمگن و پچهای پاپیونی | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 1، دوره 52، شماره 3 - شماره پیاپی 101، مهر 1401، صفحه 147-156 اصل مقاله (1.18 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/tjee.2022.15522 | ||
نویسندگان | ||
محمود رفائی بوکت* ؛ مهدیه بزرگی | ||
استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله، نوعی آنتن آرایه بازتابی تکلایه و کمهزینه در باندX معرفی میشود که در آن، آرایهای از پچهای پاپیونیشکل روی زیرلایهای غیرهمگن چاپ شدهاند. ساخت زیرلایه غیرهمگن با استفاده از حفرههای هوایی متناوبی است که داخل عایق FR4 سوراخکاری شده است. در تحلیل سلول واحد این ساختار، از دو پارامتر مختلف پچ پاپیونی (طول و زاویه) برای حصول دیاگرام فازی استفاده شده است که در مجموع، محدودهای فازی نزدیک به 700 درجه بدست آمده است که گزینه خوبی برای طراحی آنتن آرایه بازتابی پهنباند است. در روند طراحی آنتن، از روش سنتز فاز کارآمدی استفاده میشود تا تاثیرات نامطلوب پاشندگی فرکانس در پهنای باند کاری آنتن کاهش یابد. این روش، چیدمان عناصر پچ آرایه را بهینه میسازد و به طراحی آنتن آرایه بازتابی با پاسخ فرکانسی خوب کمک میکند. برای ارزیابی درستی نتایج حاصل از شبیهسازی، آنتن آرایه بازتابی با زیرلایه غیرهمگن و با ابعاد 270×270×2.4mm3 و فاصله کانونی 26.9 سانتیمتر شده است. اندازهگیریها، بیشینه بهره 28.1dB و بازده 57.5 درصد را نشان میدهد بطوریکه پهنای باند بهره 1.5-dB آن 34درصد است. این نتایج با بهره حاصل از اندازهگیری آنتن آرایه بازتابی با زیرلایه همگن نیز مقایسه شده است. نشان داده میشود که استفاده از زیرلایه غیرهمگن سبب افزایش بهره بیشینه و پهنای باند آنتن بازتابی پیشنهادی شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
آنتن آرایه بازتابی؛ زیرلایه غیرهمگن؛ پچ پاپیونی؛ آنتن کمهزینه و پهنباند | ||
مراجع | ||
[1] مهدی ابیاوغلی، محمدناصر مقدسی، اصغر کشتکار، بهبد قلمکاری، «آنتن مجتمع فراپهنباند و باند باریک برای کاربردهای رادیوشناختی و تنظیمپذیری با استفاده از طراحی مدارهای تطبیق امپدانس»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 50، شماره 4، صفحات 1455-1461، 1399. [2] بابک هنربخش، «آنتن آرایه بازتابی بهره بالای ارزان خودپوشا»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 50، شماره 4، صفحات 1899-1907، 1399.
[3] J. Huang, J. A. Encinar, "Reflectarray Antennas", Hoboken. NJ: John Wiley & Sons, 2008. [4] D. M. Pozar, "Bandwidth of reflectarrays", Electronics Letters, vol. 39, no. 21, pp. 1490-1490, 2003. [5] J. A. Encianr, J. A. Zornoza, "Three-layer printed reflectarrays for contoured beam space applications", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 5, pp. 1138-1148, 2004. [6] E. Carrasco, M. Barba, J. A. Encinar, "Reflectarray element based on aperture-coupled patches with slots and lines of variable length", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 3, pp. 820-825, 2007. [7] E. Carrasco, J. A. Encinar, M. Barba, "Bandwidth improvement in large reflectarrays by using true-time delay", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 56, no. 8, pp. 2496-2503, 2008. [8] E. Ozturk, B. Saka, "Multilayer Minkoweski reflectarray antenna with improved phase performance", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no. 12, pp. 8961-8966, 2021. [9] M. R. Chaharmir, J. Shaker, N. Gagnon, D. Lee, "Design of broadband, single layer dual band large reflectarray usig multi open loop elements", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 58, no. 9, pp. 2875-2883, 2010. [10] Q. Wang, Z. H. Shao, Y. J. Cheng, P. K. Li, "Broadband Low-Cost Reflectarray Using Modified Double-Square Loop Loaded by Spiral Stubs", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 9, pp. 4224-4229, 2015. [11] D. R. Prado, A. Campa, M. R. Pino, J. Encinar, F. Las-Heras, "Design, manufacture and measurement of a low-cost reflectarray for global earth coverage", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 15, pp. 1418-1421, 2015. [12] H. Rajagopalan, Y. Rahmat-Samii, "On the reflection characteristics of a reflectarray element with low-loss and high-loss substrates", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 52, no. 4, pp. 73-85, 2010. [13] F. Costa, A. Monorchio, "Cloased-form analysis of reflection losses in microstrip reflectarray antennnas", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 10, pp. 4650-4660, 2012. [14] J. Ethier, M. R. Chaharmir, and J. Shaker, "Loss reduction in reflectarray designs using sub-wavelength coupled-resonant elements", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 11, pp. 5456-5459, 2012. [15] M. Rafaei-Booket, S. M. Mousavi, "Efficient Analysis method and design approach for broadband reflectarrays with isotropic/-artificial anisotropic substrates", IET Microwaves, Antennas & Propag., vol. 14, no. 10, pp. 1108-1116, 2020. [16] M. Rafaei-Booket, S. M. Mousavi, "New phase realization approach for implementation of broadband reflectarrays", International Journal of Information and Communication Technology & Research, vol. 13, no. 1, pp. 1-7, 2021. [17] P. Nayeri, F. Yang, A. Z. Elsherbani, "A broadband microstrip reflectarray using sub-wavelength patch elements", IEEE Antenna and Propagation Society International Symposium, 2009. [18] M. Rafaei-Booket, Z. Atlasbaf, M. Shahabadi, "Broadband reflectarray antenna on a periodically perforated substrate", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 8, pp. 3711-3717, 2016. [19] D. M. Pozar, "Wideband reflectarrays using artificial impedance surfaces", Electronics Letters, vol. 43, no. 3, pp. 148–149, 2007. [20] M. R. Chaharmir, J. Shaker, H. Legay, "Broadband design of single-layer large reflectarray using multi cross loop elements", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 57, no. 10, pp. 3363 - 3366, 2009. [21] A. Vosoogh, K. Keyghobad, A. Khaleghi, S. Mansouri, "A high-efficiency Ku-band reflectarray antenna using single-layer multi-resonance elements", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp. 891-894, 2014. [22] P.-Y. Qin, Y. J. Guo, A. R. Weily, "Broadband reflectarray antenna using subwavelength elements based on double square meander-line rings", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 1, pp. 378–383, 2016. [23] X. Li, X. Li, L. Yang, "Single-layer wide band-ratio reflectarray with orthogonal linear polarization", IEEE Access, vol. 8, pp. 93586 - 93593, 2020. [24] D. Kundu, D. bhattacharya, R. Ruchi, "A single-layer broadband reflectarray in K-band using cross-loop slotted patch elements", IEEE Access, vol. 10, pp. 13490-13495, 2022. [25] C. A. Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd edition", John Wiley & Sons, 2005. [26] Y. Mao, Sh. Xu, F. Yang, A. Z. Elsherbani, "A novel phase synthesis approach for wideband reflectarray design", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 9, pp. 4189-4193, 2015. [27] H. Hasani, M. Kamyab, A. Mirkamali, "Low cross-polarization reflectarray antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 59, no. 5, pp. 1752-1756, 2011. [28] M. Moeini-Fard, M. Khalaj-Amirhosseini, "Inhomogeneous perforated reflect-array antennas", Wireless Engineering Technology, vol. 2, no. 1, pp. 80-86, 2011. [29] M. Abed-Elhady, W. Hong, Y. Zhang, "A Ka-band reflectarray implemented with a single-layer perforated dielectric substrate", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 11, 2012. [30] M. Rafaei-Booket, Z. Atlasbaf, "New Ku-band reflectarray antenna by using anisotropic superstrate on an artificial magnetic conductor", Inernational Journal of Microwave and Wireless Technologies, vol. 9, pp. 831-841, 2016. [31] B. Xi, Q. Xue, Y. Cai, Y. Wang, S. Yang, R. Zhang, "A novel wideband perforated dielectric reflectarray", Microwave and Optical Technology Letters, vol. 61, no. 12, pp. 2739-2745, Jul. 2019. [32] Y. He, Z. Gao, D. Jia, W. Zhang, B. Du, Z. N. Chen, "Dielectric Metamaterial-Based Impedance-Matched Elements for Broadband Reflectarray", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.65, no.12, pp.7019-7028, 2017. [33] M. Rafaei-Booket, M. Bozorgi, "Low-cost inhomogeneous material for low-loss RCS reflectarray antenna impelemntation", AEU-International Journal of Electronics and Communications, vol. 149, pp. 154182, 2022. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 368 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 326 |