محدودیت های فیزیکی ساختارهای تشعشعی و طراحی آنتن های بهینه

همگام با فشرده سازی مدارات و ادوات الکترونیکی ، کوچک سازی آنتن ها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. کاهش ابعاد آنتن همواره با محدودیت های اجتناب ناپذیری روبرو است که عملکرد تشعشعی آن را تحت تاثیر قرار می دهند. به عنوان مثال با کاهش ابعاد الکتریکی آنتن پهنای باند نسبی آن همواره محدود می شود. بنابراین مطالع? این مرزهای فیزیکی و ارائ? روش هایی برای سنتز آنتن هایی که عملکرد آن ها حتی الامکان به مرزهای فیزیکی نزدیک باشد مسئله ای درخور توجه است. در این میان ضریب کیفیت ساختار های تشعشعی به عنوان پل ارتباطی میان رفتار فرکانسی امپدانس ورودی آنتن و توزیع جریان ساختار ابزاری مهم در مطالع? محدودیت های فیزیکی و سنتز توزیع جریان بهینه می باشد. تاکنون با توجه به تعاریف مورد استفاده برای ضریب کیفیت بررسی مرزهای فیزیکی منحصر به ساختارهای کروی بوده و در مورد سایر ساختارها با تقریب هایی روبرو است که در بسیاری از موارد این تقریب ها قابل توجه اند. در این پایان نامه پس از استخراج رابطه ای دقیق برای ضریب کیفیت با استفاده تعبیر مشاهده پذیری انرژی راکتیو، با معرفی مدهای مشخصه، توابع بسط مناسبی را برای توزیع جریان ساختار های دلخواه با توپولوژی مشخص ارائه خواهد شد. نشان داده می شود که اگرچه این توابع بسط یک مجموع? کامل تشکیل می دهند، تعداد اندکی در تشعشع سهیم هستند و انتشار سایر مدها بدلیل ضریب کیفیت بالا امکان پذیر نیست و از این رو مسئل? بهینه سازی به یافتن ضرایب بسط تعداد اندکی از مدها تبدیل می شود. علاوه بر این روش های مدال کاملاً جدیدی را برای سنتز توزیع جریان های کروی به منظور حصول حداکثر حاصلضرب بهره در پهنای باند ارائه خواهیم داد. علاوه بر محدودیت های فیزیکی منحصر به آنتن های کوچک ، پراکندگی آنتن های گیرنده تحت تابش موج فرودی نیز در انداره گیری های اپتیکی و بسیاری از کربردهای دیگر حائز اهمیت است. در این پایان نامه اساسی ترین محدودیت های فیزیکی مرتبط با میزان پراکندگی آنتن ها را استخراج می شود و با ارائ? رابطه ای برای حد پایین پراکندگی آنتن ها بر حسب پترن تشعشعی آن ها نشان داده می شود که مخفی سازی آنتن ها امکان پذیر نیست.