طراحی آنتن آرایه فازی با استفاده از آنتن شکاف مارپیچی با تغذیه cpw

اخیرا، آنتن¬های حلزونی به دلیل ساختاری ساده، کم¬حجم، کم¬هزینه بودن و پهنای باند وسیع در آنتن¬های آرایه فازی و در اکثر کاربردهای رادار و مخابرات ماهواره بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پایان¬نامه، طراحی آنتن آرایه فازی با استفاده از آنتن¬های حلزونی می¬باشد که در باند فرکانسی 2-5 ghz عمل می¬کند. مشخصات عنصر با تغذیه cpw پس از بهینه-سازی عبارتند از: r_max=31.4 mmو n=3و g=0.4 و tr=1.2 ( mm)/turn و d=2 mm,r=180 ? و زیرلایه انتخابی از نوع rogers ro4003 (74*70 mm^2) با ثابت دی¬الکتریک 3.55 و ضخامت 0.8 میلی-متر می¬باشد. این آنتن دارای پهنای¬باند وسیعی در حدود 86 درصد می¬باشد. همچنین، دارای نسبت محوری زیر 3 db در بازه فرکانسی 2-3.3 ghz می¬باشد. برای قرار دادن آنتن معرفی شده در ساختار آرایه¬ای و طراحی یک شبکه تغذیه یکپارچه با بهره-گیری از یک مبدل خط موجبر هم¬صفحه به خط میکرواستریپ از شبکه تغذیه با خطوط میکرواستریپ استفاده می¬کنیم. تمامی پارامترهای این ساختار بجز ابعاد زیر لایه (74*91 mm^2) دقیقا مشابه ساختار با تغذیه cpw می¬باشد. این ساختار حدود 77 درصد پهنای¬باند امپدانسی دارد که نسبت به ساختار با تغذیه cpw پهنای¬باند امپدانسی 9 درصد کم شده است. همچنین، آنتن دارای نسبت محوری زیر 5 db در بازه فرکانسی 2-3.3 ghz می¬باشد. سپس، آنتن حلزونی مذکور را در ساختار آرایه قرار دادیم و یک آرایه خطی 2*1طراحی کردیم. فاصله بین عنصر¬ها پس از بهینه¬سازی 0.9?_0 یا 1.41?_g در فرکانس مرکزی انتخاب شده است. پورت ورودی تقسیم¬کننده به امپدانس 50 اهم تطبیق یافته است. همچنین، نتایج حاصل از شبیه¬سازی و ساخت نشان می¬دهد که ساختار طراحی شده، پهنای باند مورد نظر را تقریبا پوشش می¬دهد. عیب آنتن¬های حلزونی، انحراف پرتو از جهت اصلی تشعشع می¬باشد که این مشخصه بیشتر در آنتن¬های حلزونی با تغذیه از کنار دیده می¬شود و همچنین، بهره کم این آنتن¬ها می¬باشد که این مشخصه¬ها با قرار دادن در ساختار آرایه رفع می¬شود. با ایجاد اختلاف فاز با تغییر طول در یکی از عنصر¬ها به اندازه (5?_g)/8 الگوی تشعشعی آرایه معرفی شده از بورسایت جابه¬جا می¬شود. نمونه-ای از این آنتن آرایه فازی ارائه شده ساخته و آزمایش شد.