تحلیل، طراحی و شبیه سازی آنتن میکرواستریپ فراکتالی با ساختار باندممنوعه الکترومغناطیسی

پیشرفت های اخیر در تکنولوژی بی سیم و افزیش تقاضای پویایی و انعطاف پذیری سیستم های مخابراتی برای کاربران، منجر به تحقیقات وسیعی به منظور کوچک سازی ساختار آنتن های مسطح بدون کاهش در عملکردشان شده است. یکی از روش ها به منظور دستیابی به کاهش ابعاد مدارهای مسطح مانند آنتن های پچ میکرواستریپ استفاده از هندسه فراکتال است. مفهوم هندسه فراکتال به سبب ساختار فضاپرکنی و خودمشابه اش می تواند در کاهش اندازه آنتن ها و یا به منظور دست یابی به باندهای چندگانه فرکانسی، استفاده شود. اما در عین حال استفاده از این روش دارای معایبی است که از جمله آن می توان به کاهش بهره، کاهش پهنای باند امپدانسی، پیچیدگی در ساخت وکاهش بهبود عملکرد آن پس از تعداد کمی تکرار اشاره کرد. به منظور توسعه و بهبود عملکرد آنتن پچ میکرواستریپ فراکتال اثرات استفاده از ساختارهای باندممنوعه الکترومغناطیسی (ebg) با آن ترکیب شده است. ساختارهای ebg به صورت اجسام متناوب در ماده و هادی فلزی (و در بعضی مواقع غیرمتناوب) هستند که مانع انتشار الکترومغناطیسی در باندهای فرکانس خاصی می گردند. در این پایان نامه، چندین ساختار ebg متنوع و جدید بر اساس ساختارهای قارچی شکل، چنگالی شکل و مسطح واحد بررسی و با آنتن های میکرواستریپ فراکتال ترکیب شده اند. هندسه فراکتال به منظور کاهش اندازه آنتن استفاده شده و ساختار ebg به منظور بهبود عملکرد آنتن در مقایسه با همان آنتن بدون ساختار ebg طراحی شده است. نتایج مشخصات اصلی آنتن مانند پهنای باند امپدانسی، بازگشت توان، بهره و پترن تشعشعی شبیه سازی شده است. نرم افزار hfss به منظور شبیه سازی آنتن در نظر گرفته شده است. همچنین به منظور حصول اطمینان از صحت نحوه و نتایج شبیه سازی، از نرم افزار cst نیز که بر مبنای روش عددی متفاوتی است، جهت مقایسه نتایج استفاده می شود.