تطبیق امپدانس زاویه گسترده در آنتن های آرایه فازی با استفاده از متامتریال ها

هدف ما در این پایان نامه بهبود تطبیق امپدانس آنتن های آرایه فازی در یک محدوده وسیع از زاویه اسکن شده می باشد(wide angle impedance matching). قصد داریم با استفاده از متامتریال ها برای طراحی لایه های waim غیرایزوتروپیک به منظور بهبود نرخ توان انتقالی در یک محدوده وسیع از زاویه اسکن شده، به کمترین ضریب انعکاس برسیم و در نتیجه بیشترین مقدار توان انتقالی را داشته باشیم. در این تحقیق ابتدا به تحلیل و بررسی آنتن های آرایه فازی، محاسبه ادمیتانس المان فعال زمانی که سطح آرایه با لایه های ایزوتروپیک و غیر ایزوتروپیک پوشیده شده است، معرفی متامتریال ها و روش دقیق استخراج پارامترهای محیطی آن ها خواهیم پرداخت. با استفاده از رابطه کرامرز- کرونیگ روش قدرتمندی برای محاسبه قسمت حقیقی ضریب شکست ارائه شده است. سپس به شبیه سازی آنتن آرایه فازی با تغذیه موجبر دایروی پرداخته و فاکتور انتقال توان در زوایای اسکن را رسم می کنیم. سپس با بهینه سازی لایه های غیر ایزوتروپیک همگن، تطبیق امپدانس آنتن را در زوایای اسکن مختلف بهبود می دهیم. با استفاده از روش co-simulation، لایه متامتریالی معادل با "لایه غیر ایزوتروپیک همگن بهینه شده" را طراحی می کنیم. در این روش با همکاری همزمان نرم افزارهای hfss و matlab، قادر به طراحی سریع لایه های غیر ایزوتروپیک خواهیم بود. لازم به ذکر است ترجمه دستورات و ارتباط بین این دو نرم افزار با vbscript شکل می گیرد. در این تحقیق با ساختارهای متامتریالی جدید، تطبیق امپدانس آنتن را در محدوده ی وسیعی از زوایای اسکن، بهبود داده شده است. ساختارهای ارائه شده، متامتریال های غیر رزونانسی بسیار پهن باند (ultra wide band non-resonant metamaterials) هستند که حاشیه اطمینان مناسبی را در فرکانس کاری آنتن ایجاد می کنند.