طراحی و تحلیل غیر خطی و ساخت آنتن مایکرواستریپ فعال، بهبود یافته با استفاده از فتونیک کریستال صفحه ای

آنتن های فعال یکپارچه آنتن هایی هستند که در آنها اجزای فعال به صورت مستقیم با ساختار آنتن مجتمع شده اند و خاصیت مورد نظر را به دست می دهند. در چنین ساختارهایی آنتن مایکرواستریپ همزمان به عنوان بار (در ورودی و یا خروجی، بسته به نوع عملکرد مدار) و همچنین تشعشع کننده رفتار می کند. یکی از مزایای چنین آنتن هایی نسبت به آنتن های عادی، کاهش قابل ملاحظه تلفات است. از مزایای دیگر می توان به کاهش حجم و ابعاد مجموعه ، قابلیت اطمینان بیشتر و هزینه های کمتر ساخت اشاره نمود. استفاده از ساختارهای متناوب جهت کنترل و تاثیر گذاری مطلوب بر امواج الکترومغناطیسی از دیرباز مرسوم بوده است. شبکه های متناوب در کاربردهای آنتنی به کریستالهای فتونی معروفند. کریستالهای فتونی به دسته ای از ساختارهای متناوب فلزی، عایقی و یا ترکیبی از این دو گفته می شود که با تناوب مشخص در حوزه مکان با الگوی یک بعدی، دو بعدی یا سه بعدی تکرار شده و در برخی باندهای فرکانسی، در یک یا چند جهت از خود باندهای ممنوعه (bandgap) نشان می دهند. در این پروژه برای اولین بار با بکارگیری ساختارهای کریستال فتونی در آنتن فعال مجتمع توانستیم بطور همزمن پارامترهای مختلف قسمت فعال مداری از جمله هارمونیک های فرعی و اندازه مدار فعال و همچنین پارامترهای قسمت آنتنی مانند سطح هارمونیک های دوم و سوم و ابعاد آنتن و بهره را بهبود ببخشیم. در این پروژه دو آنتن فعال مجتمع بهبود یافته در دو حالت گیرندگی و فرستندگی طراحی، شبیه سازی و ساخته شد. در مرحله اول یک آنتن فعال در فرکانس کاری 3ghz و در حالت گیرندگی طراحی و ساخته شد. از آنجا که آنتن فعال بصورت مجتمع طراحی شده است، شبکه تطبیق ورودی تقویت کننده حذف شده و بجای آن آنتن طراحی شده با امپدانسی برابر با امپدانس ورودی این شبکه تطبیق طراحی و جایگزین شد. بهینه سازیهای مختلفی بر روی این آنتن مجتمع انجام شده است. در قسمت دوم پروژه آنتن فعال دیگری را برای کار در فرکانس 10ghz و در حالت فرستندگی طراحی کردیم. در قسمت فعال از یک تقویت کننده متقارن باند x استفاده شد. با استفاده از ساختار زمین ناقص در شبکه تطبیق خروجی این تقویت کننده، سطح هارمونیک دوم و سوم را به ترتیب به اندازه 11db و 7db کاهش داده و حجم مدار نیز تا حد 20? کاهش پیدا کرده است. با استفاده از یک آرایه 2 در 2 کریستال فتونی مربعی شکل و یک ساختار زمین ناقص، بهینه سازی بر روی پچ انجام شد که شامل کاهش اندازه حدود 15? و افزایش بهره می باشد.