دانلود شبیه سازی مقاله طراحی آنتن مایکرواستریپ چندلایه پهن باند و بهره بالای X-band

شبیه سازی طراحی آنتن مایکرواستریپ در نرم افزار CST

با توسعه سریع فنآوری ارتباطات بی سیم مدرن، آنتن مایکرواستریپ مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است که این بخاطر مزیت هایش مانند پروفایل پایین، وزن کم، بهره بالا و ساختار ساده می باشد و قابلیت اطمینان، تحرک و بازده تضمین شود. در واقع، آنتن مایکرواستریپ چنین الزاماتی را برآورده می کند. ویژگی های کلیدی این نوع آنتن، سهولت نسبی ساخت، وزن کم، هزینه پایین و سازگاری با سطح سوار کننده یا یک برجستگی فوق العاده نازک بیرون زده از سطح، می باشند. این آنتن، همه مزیت های فنآوری مدار چاپی را فراهم می کند. این مزیت ها، آنها را برای بسیاری از کاربردهای ارتباطاتی مانند ارتباطات ماهواره ای، کاربردهای پزشکی راداری و غیره جذاب کرده است. انگیزه ساخت این نوع آنتن، یافتن رابطه بین آفست شیار و طول، با رسانایی اکتیو شیار در طرح شیار بود. بخاطر رفتار تشدید آنتن آرایه ای شیاردار در دیواره گسترده موجبر، پهنای باند امپدانسی و الگویی در فرکانس طراحی، باریک بود. اخیراً، بهبود پهنای باند امپدانسی و الگویی با آرایه های شیاردار با افزودن یک عنصر انطباق دهنده پهن باند در طرح تبدیل امپدانس، صورت گرفته است. انگیزه فعالیت ها، یافتن رابطه بین آفست شیار و طول با رسانایی اکتیو شیار در طرح شیار بوده است. این آنتن ها، به باند فرکانسی محدود و عملکرد نامناسب در سطوح توان بالای موجبر، خط هم محور یا حتی خط نوار (استریپ لاین) مشهور هستند. بنابراین، چالش اصلی در طراحی آنها، افزایش پهنای باند و بهره است. آرایه های آنتن مورد استفاده در باند X، به میزان گسترده ای در مجموعه مقالات و پروژه ها، گزارش شده اند. آرایه های آنتن جدیدتر در دامنه X-band با استفاده از آنتن های پچ بوده اند. محققان، فنون بسیاری را پیشنهاد داده اند و بررسی کرده اند تا بر این مسائل عمده غلبه کنند، برای مثال این فنون شامل آنتن های پچ شیاردار، آنتن های پچ مایکرواستریپ برروی زیرلایه ضخیم از نظر الکتریکی، آنتن انباشته تغذیه پروب،  استفاده از تغذیه های متنوع و مختلف، فنون تطبیق امپدانسی و استفاده از چندین رزوناتور (تشدید کننده) بوده اند. در چندین پروژه نیز بر طراحی فنی آنتن های پچ مایکرواستریپ چندلایه برای کاربرد X-band، تمرکز شده است.

در این پروژه، یک آنتن پچ چندلایه پهن باند نوین، ارائه می شود. این آنتن چندین مزیت دارد؛ اول اینکه، اندازه آن کوچک است و ساختن آن همراه با تغذیه بوسیله خط مایکرواستریپ برروی امپدانس زیرلایه پایین تر 50 اهم، آسان است. طراحی این آنتن با استفاده از «شبیه ساز ساختار فرکانس بالای» (HFSS) شرکت Ansoft انجام شده است.

در این پروژه، یک آنتن مایکرواستریپ تخت چند لایه X-band ارائه می شود. این آنتن به پهنای باند فرکانسی فوق العاده گسترده و مشخصات تابش خوب از نظر الگوی پرتو و نسبت جلو به عقب دست می یابد. بوسیله شبیه سازی این آنتن، پهنای باند 39.48% برای VSWR<2 و بهره حداکثر 5.23dB نشان داده شد. طبق نتایج بدست آمده، استفاده از روش طراحی ارائه شده در این پروژه می تواند به میزان زیادی باند امپدانسی یک آنتن مایکرواستریپ X-band را افزایش دهد. می توان این روش را به آسانی بازبینی نمود و برای طراحی انواع دیگر آنتن های دارای ساختار چندلایه پهن باند، تعمیم و گسترش داد.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار CST انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از تصاویر مربوط به خروجی های آن قرار داده شده است: