طراحی، شبیه‏سازی و بهینه‏سازی آنتن uwb در باند فرکانسی ghz 3.1-10.6

از زمانی که fcc پهنای باند بالای 7.5ghz (3.1ghz تا 10.6ghz) را به کاربردهای ارتباطی uwb اختصاص داده است این تکنولوژی به سرعت در حال پیشرفت است. تکنولوژی uwb راهکار کلیدی در سیستم‏های wpan آتی خواهد بود زیرا می‏تواند نرخ دیتای بالایی را پشتیبانی کند. همانند سیستم‏های مخابراتی بی‏سیم مرسوم، آنتن در سیستم‏های uwb نقش مهمی را ایفا می‏کند. اگرچه چالش‏های بیشتری در طراحی آنتن‏های uwb نسبت به آنتن‏های باند باریک وجود دارد. در این پایان‏نامه یک آنتن uwb برای پوشش باند فرکانسی پیشنهادی fcc طراحی می‏شود. برای اینکه بتوان این آنتن را در مدارات مجتمع استفاده نمود، ساختار مسطحی برای این آنتن انتخاب می‏گردد. علاوه بر آن آنتن پیشنهادی باید دارای پترن‏ تشعشعی همه جهتی باشد. یکی از چالش‏های کوچک‏سازی آنتن‏ها رابطه بین پهنای باند و کاهش اندازه فیزیکی آنتن است. با استفاده از یک ساختار فراکتال مانند جدید که برای اولین بار در این پایان‏نامه معرفی شده است، یک آنتن مونوپل مسطح چاپی کوچک شده پیشنهاد گردیده است. این آنتن باند فرکانسی 2.55 تا 12.1ghz را پوشش می‏دهد و پترن‏های همه جهتی دارد. ابعاد این آنتن فراکتال مانند نسبت به ساختار اولیه خود یعنی آنتن مونوپل دیسک دایروی 50% کاهش نشان داده است. هم چنین نسبت به آنتن فراکتال با تغذیه cpw که ساختار پایه آن دیسک دایروی است، 45% کاهش نشان داده است. ویژگی بارز این فراکتال این است که همچنان پهنای باند بالای خود را حفظ نموده است. هم چنین ابعاد آنتن مورد نظر با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده است. علاوه بر دست‏یابی به هدف اولیه یعنی کوچک سازی و بهینه‏سازی ساختار، یک آنتن با پهنای باند بالا و vswr بسیار پایین (<1.5) نیز حاصل شده است.