آنتن هاي ميكرو استريپ و كاربرد آنها در سامانه هاي راداري

دانلود پايان نامه و پروژه پاياني آنتن هاي ميكرو استريپ و كاربرد آنها در سامانه هاي راداري

دانلود پايان نامه و پروژه پاياني كارشناسي در رشته مهندسي برق- الكترونيك

در 198 صفحه ورد قابل ويرايش با فرمت doc

فهرست مطالب

عنوان.........صفحه

فصل اول ر‌

آنتن ها    ر‌

1-1-آشنايي با آنتن ها          1

1-1-1- چگونگي تشعشع     1

1-1-2- تشعشع كننده هاي سيمي در فضا           2

1-1-3- توزيع هاي ولتاژ و جريان       3

1-1-4- آنتن هاي تشديد       4

1-1-5- بهره آنتن  6

1-1-6- بهره جهتي 6

1-1-7- جهتداري   7

1-1-8- بهره توان  7

1-1-9- مقاومت آنتن           8

1-1-10- مقاومت تشعشعي آنتن         8

1-1-11- اتلافات آنتن و بازدهي         8

1-1-12- پهناي باند، پهناي پرتو و پلاريزاسيون آنتن ها     9

1-1-13- اثرات زمين بر روي آنتن ها 11

1-1-14- آنتن هاي زمين نشده           11

1-1-15- آنتن هاي زمين شده            13

1-1-16- تزويج آنتن در فركانس هاي متوسط     14

1-1-17- انتخاب نقطه تغذيه 16

1-1-18- تغذيه ولتاژ و جريان           16

1-1-19- امپدانس نقطه تغذيه            17

1-1-20- آنتن هاي جهتي فركانس زياد 17

1-1-21- آرايه هاي دو قطبي 18

1-2-انواع آنتن ها  18

1-3- آنتن هاي ميكرواستريپ            22

1ـ 3-1- تشعشع كننده هاي ميكرواستريپ          24

1-3-2- روش هاي تحليل و طراحي آنتن ميكرواستريپ     27

1-3-3- بهينه سازي،طراحي و نتايج حاصل       31

فصل دوم 40

رادارها   40

2-1- اطلاعات كلي در مورد رادارها    41

2-1-2- رادار با شاخص موقعيت(نقشه ـ طرح)    42

2-1-3- رادار هوابرد با منظر جانبي    42

2-1-4- مزاياي استفاده از داده هاي رادار          42

2-1-5- برداشت اطلاعات به وسيله رادار چگونه است؟     44

2-1-6- نمودار(گراف)انرژي به زمان  45

2-1-7- هندسه برداشت(تصوير برداري) اطلاعات رادار   46

2-1-8- واژه شناسي رادار    47

2-1-9- طيف مايكرويو و خصوصيات آن         48

2-1-10- باندهاي رادار       50

2-1-11- اثر متقابل عارضه و شاخص هاي داده (تصويري )          51

2-1-12- پلاريزاسيون سيگنال رادار   52

2-1-14- تفكيك مكاني      54

2-1-15- رادار با روزنه مصنوعي يا سار         55

2-1-16- رادار با روزنه واقعي          56

2-1-17- اعواج در تصوير رادار        57

2-1-18- سايه رادار           59

2-1-19- سيستم هاي رادار هوايي       61

2-1-20- سيستم هاي رادار فضايي (فضابرد)     62

2-1-21- كاربردهاي رادار   67

2-2- رادار ردگيري(جستجو) 68

2-2-1- رديابي و جهت گيري(جهت يابي)         70

2-2-2- مونو پالسي(جهت گيري مشابه)            81

2-2-3- رهگيري مونوپالس با ترتيب آرايه اي    82

2-2-4- مونوپالس يك كانالي و دو كانالي           83

فصل سوم            86

آنتن آرايه فازي      86

3-1- آشنايي با آنتن آرايه فازي           87

3-1-1- آنتن هاي آرايه اي چيستند؟     87

3-1-2- غير فعال در مقابل فعال         87

3-1-3- مفهوم آنتن 88

3-1-4- مزايايAESA         89

3-1-5- استفاده هاي دريايي   90

3-1-6- عملكرد    90

3-1-7- تئوري      91

3-1-8- رياضيات  91

3-1-9- ويژگي هاي AN/SPY-1        92

3-1-10- رادار تصويربرداري از كنار( كه از اثر داپلر براي افزايش شدت قدرت تشخيص در رهگيري استفاده مي كند.)           94

3-1-11- ديگر سيستم هاي زميني و دريايي       95

3-2- آنتن هاي آرايه فازدار ميكرواستريپ هدايت شده       96

3-2-1- انتقال گر فاز خط تراگسيل      98

3-2-3- نتايج آزمايش          106

3-3- آنتن آرايه فازي و زير سامانه هاي باريكه ساز در رادار آرايه فازي        112

3-3-1- تئوري جريان آرايه(تئوري عملكرد آرايه)           113

3-3-2- گيرندهDBF            117

3-3-3- طرح فرستنده DBF  119

3-3-4- نتايج شبيه سازي     120

فصل چهارم          130

4-1- طرح هاي آنتن ميكرواستريپي براي كاربردات رادار  131

4-1-1- ويژگي هاي اصلي رادياتور     132

4-1-2- پيكربندي آنتن        134

4-1-3- آنتن هاي اصلاح يافته در LRDE           135

4-1-4- ظهور گرايشات در آنتن هاي ميكرواستريپ         139

4-2-اصلاح آنتن حاوي آرايه ميكرواستريپ براي كاربردات چندباندي و پهن باند           140

4-2-1- پيكربندي آنتن        142

4-2-2- نتايج و مباحث آزمايش          145

4-3- آنتن ميكرواستريپ براي كاربردات رادار   156

4-3-1- نتايج و طراحي آنتن 158

4-4-آنتن هاي حاوي آرايه فازمتصل براي كاربردات راداري پهن باند و چند باند            167

4-4-1- آرايه هاي متصل     168

4-4-2- ويژگي هاي كلي      170

4-4-3- آرايه اتصال شكاف ها           171

4-4-4- آرايه اتصال دوقطبي ها         179

منابع و مأخذ         182

چكيده

در اين پژوهش سعي شده است در ابتدا به تاريخچه ، مزايا، معايب و كاربردهاي آنتن ميكرو استريپ مي پردازيم . تغذيه ، پلاريزاسيون و انواع آنتن ميكرو استريپ با تاكيد بر نوع پچ مستطيلي و تغذيه كواكسيال را بحث ميكنيم . انواع روش هاي تحليل آنتن ميكرو استريپ را مشخص ميكنيم . در فصل بعدي با آنتن هاي آرايه فازي آشنا مي شويم و هدف از به كارگيري انتقال دهنده ي فاز در يك آرايه ي خطي آنتن اسكن زاويه است . در فصلي ديگر به كاربردات آنتن هاي ميكرو استريپ و آرايه فازي در سامانه هاي راداري(پهن باند و جستجو) مي پردازيم.

فصل اول

آنتن ها

1-1-آشنايي با آنتن ها

براي تزويج خروجي يك فرستنده و يا ورودي يك گيرنده به فضا نوعي سيستم واسطه ضروري است. ساختمان اين سيستم بايد طوري باشد كه توانايي تشعشع امواج الكترومغناطيسي و يا دريافت آنها را داشته باشد. آنتن چنين سيستمي است و اين سيستم براي تبديل جريان فركانس زياد به امواج الكترومغناطيسي و يا بالعكس به كار برده مي شود. معمولاً آنتن از يك جسم فلزي ، اغلب به صورت سيم يا مجموعه اي از سيم ها درست شده است.

مكانيسم هاي واقعي تشعشع را مي توان توسط معادلات ماكسول به طور كمي تشريح نمود. مطالعه رفتار يك جريان RF  در يك سيم نشان مي دهد كه تمام انرژي اعمال شده به يك سر سيم به انتهاي آن نرسيده و قسمتي از آن فرار مي كند يعني تشعشع حاصل مي شود. هم چنين مي توان رابطه رياضي براي اين انرژي فراري بدست آورد، كه در نتيجه نه فقط ميزان انرژي بلكه جهات يا جهات تشعشع آن مشخص مي شود. چون اين روش محاسبه تشعشع كمي پيچيده است، در اين قسمت تشعشع را از جنبه نظر كيفي بر پايه رفتار امواج ساكن و متحرك در يك خط انتقال مورد بررسي قرار مي دهيم.

1-1-1- چگونگي تشعشع

خط انتقال مدار باز شكل(1-1) را در نظر بگيريد مشاهده مي شود امواج رفت و برگشت با يكديگر تركيب شده و موج ساكن در حالي كه شكم ولتاژ در نقطه مدار باز است، عرضه مي گردد. در اينجا تمام انرژي از محل مدار باز به خط انتقال منعكس نمي گردد بلكه قسمت كمي از انرژي الكترومغناطيسي از سيستم فرار نموده و بنابراين تشعشع حاصل مي شود تشعشع به خاطر اين است كه در خطوط نيرويي كه به طرف مدار باز در حركت هستند به صورت معكوس شدن فاز، وقتي كه به مدار باز مي رسند رخ مي دهد. به دو علت قسمتي از موج كه از سيستم فرار مي كند نسبت به باقي مانده موج، خيلي كوچك است اول، اگر محيط اطراف را به عنوان بار خط انتقال به حساب آوريم، ديده مي شود كه عدم تطبيق به وقوع مي پيوندند. در نتيجه مقدار كمي از توان در بار تلف مي شود. واضح است تشعشع از يك انتها، تشعشع از انتهاي ديگر را حذف مي كند علت اين است كه آنها داراي پلاريته متفاوتي بوده و در فاصله اي خيلي كوچكتر از طول موج واقع شده اند. عكس مطالب فوق هم صادق است، يعني خطوط انتقال دو سيمه در فركانس پايين تشعشع نمي كنند. براي حل مسئله فوق به نظر مي رسد كه قسمت مدار باز را وسيع سازيم.