تحلیل آرایه انعکاسی در یک "آنتن مایکرواستریپ آرایه انعکاسی تاخورده (fmra)" در باند ghz 58-61

سیستم های مخابراتی موبایل و ماهواره، به آنتن های کم حجم، کم وزن و با بهره بالا نیاز دارند، هرچند آنتن های انعکاسی سهموی عموما در آن سیستم ها بکار گرفته می شوند و از بهره بالا و تلف پایین برخوردارند ولی حجیم، جاگیر، دارای شکلی انعطاف ناپذیر و سطح بالای تشعشع پلاریزاسیون نامطلوب هستند. یکی از ساختارهایی که به عنوان جایگزین آنتن های سهموی مورد توجه قرار گرفته است. آنتن آرایه انعکاسی مایکرواستریپ، با نام اختصاری mra ، می باشد. بطور کلی، ساختارهای مایکرواستریپی از نظر سهولت و هزینه ساخت و نیز کمی حجم، بسیار بصرفه، ولی دارای دو عیب ذاتی هستند: (1) تلف زیاد و (2) عرض باند کم. در mra ها، با جایگزینی شبکه مقسم توان با تغذیه شبه نوری (تغذیه، از طریق تابش موج به عناصر آرایه)، تلف آنتن بطور قابل توجهی کاهش یافته است. در مورد عرض باند کم هم، با طراحی آنتن های دو یا چند فرکانسی سعی در افزایش کاربری فرکانسی mra ها شده است. نکته قابل توجه این است که در mra ها، هم خواص آنتن های انعکاسی و هم خواص آرایه های فلزی مایکرواستریپ، یکجا جمع شده است. آرایه انعکاسی مایکرواستریپ تا خورده (fmra)، متشکل از یک mra و یک آرایه شکافی هستند و از این جهت نوع خاصی از mra ها با قابلیت های خاص محسوب می شوند. بخشی اساسی و مشترک در انواع mra، آرایه از قطعات هادی، با شکل های مختلف است که روی لایه دی الکتریک زمین شده ای، قرار گرفته است. روش های بسیاری برای تحلیل این بخش، پیشنهاد شده است اما روش تمام موج با پاسخ های مطمین، فقط وقتی قابل حصول است که آرایه ای، متناوب و متشکل از بی نهایت عنصر، روی زیر لایه و صفحه زمین بی نهایت، فرض شود. سایر روش هایی که برای تحلیل mra با تعداد عناصر محدود، پیشنهاد شده اند، علاوه بر بکارگیری تقریب های مختلف، از نظر حجم و پیچیدگی محاسبات و زمان حافظه مورد نیاز برای محاسبات، بسیار نامناسب تر از روش های مربوط به mra متناوب و بی نهایت هستند. آنچه در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است، در دو بند زیر خلاصه مر شود. 1- بررسی روش تحلیل تمام موج mra بی نهایت و متناوب و اینکه، چگونه می توان زمان محاسبات را با حفظ دقت مورد نیاز، کاهش داد. 2- بررسی روش های تحلیل mra محدود و اینکه، به ازای چه شرایط و چه مشخصاتی، پاسخ های تحلیل تمام موج mra بی نهایت، می توانند برای طراحی mra و fmra محدود مورد قبول باشند. برای مورد نخست، نتایج حاصل از توابع بسط مختلف، بررسی شده و دقت تابع بسطی با کمترین تعداد ممکن و در نتیجه، بیشترین سرعت در محاسبات، از طریق مقایسه با نتایج ذکر شده در مراجع، تایید شده است. برای مورد دوم نیز، ضمن بررسی همگرایی پاسخ های mra محدود و نامحدود، در حالات متعدد، برای mra ای در عرض باند 60ghz ، شرایط لازم برای اطمینان به نتایج روش سریع و تمام موج، جمع بندی شده است. صحت این نتایج در چند مورد طراحی و مقایسه پاسخ ها با پاسخ های نرم افزار hfss تایید شده است. در واقع این تحقیق، پیشنهاداتی برای سرعت بخشی و کاهش پیچیدگی محاسبات، در تحلیل و طراحی mra هایی که عموما در fmra های عرض باند 60ghz بکار گرفته می شوند،ارایه کرده است.