در این پایان نامه به بررسی یک آرایه retrodirective array (rda) می پردازیم، و با هدف کاهش سخت افزار مورد نیاز برای طراحی، از آنتن هایی با خاصیت حذف هارمونیک استفاده می کنیم. در بین ساختارهای مورد استفاده در کاربردهای مخابراتی، نیاز به سیستمی که پس از دریافت موج، موجی در جهت منبع ارسال موج بفرستد، احساس می شود. کارکرد مهم یک rda، که آن را از سایر ساختارهای مخابراتی متمایز می کند، داشتن چنین ویژگی می باشد، بدین صورت که یک rda پس از دریافت موج، موجی در جهت منبع ارسال موج منتشر می کند. به دلیل همین خاصیت، این ساختارها در سیستم های دسترسی چندگانه تقسیم فضا نقش مهمی دارند. یکی از روش های تحقق rda، این است که در یک آرایه از آنتن ها، فاز سیگنال دریافتی از هر آنتن معکوس شده و به آنتن بازگردانده شود. برای معکوس کردن فاز در این ساختارها معمولاً از روش پیشنهادی آقای pon مبتنی بر میکس کردن سیگنال دریافتی (rf) با سیگنال lo استفاده می کنند. با میکس شدن سیگنال rf دریافتی با سیگنال lo، دو سیگنال بوجود می آید، یکی سیگنالی است با فرکانس سیگنال rf دریافتی و فازی مخالف فاز سیگنال rf دریافتی، و دیگری سیگنالی است با فرکانس سه برابر فرکانس سیگنال rf دریافتی و فازی برابر فاز سیگنال rf دریافتی. برای اینکه اینگونه ساختارها عملکرد صحیحی داشته باشند، باید از انتشار سیگنال با فرکانس سه برابر فرکانس سیگنال rf دریافتی، جلوگیری کرد. در اکثر طرح ها برای اینکار از lpf در مسیر بین آنتن و میکسر استفاده می کنند. هدفی که در این پایان نامه دنبال می شود، استفاده از آنتن هایی با خاصیت حذف هارمونیک برای دریافت و ارسال موج می باشد. با اینکار دیگر نیاز به استفاده از lpf نبوده و می توان آن را از ساختار حذف کرد.

در مخابرات بیسیم آنتن ها با پترن تشعشعی خاص به منظور کنترل بهتر توان بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. این گونه پترن ها معمولا با آرایه ها پیاده سازی می شوند و پترن مطلوب به وسیله کنترل دامنه و فاز المان های آرایه ایجاد می شود. در این پروژه آرایه خطی با پهنای باند وسیع 23% و میزان گلبرگ کناری کمتر از -18db و پترن مربع کسکانت با المان های دی پل صفحه ای درفرکانس 1088 مگاهرتز طراحی شده است. بدین منظور ابتدا تک المان با پهنای باند زیاد با معیار تلفات بازگشتی کمتر از -15db طراحی شده و با استفاده از مشخصات این عنصر در آرایه و الگوریتم ژنتیک تطبیق پذیر دامنه و فاز المان ها با محدودیت هایی بر وضعیت دامنه المان ها و مقادیر فاز تعیین شده اند و نتایج حاصل از آن در نرم افزار cst studio suite 2009 شبیه سازی شده و با نتایج الگوریتم ژنتیک مقایسه شده اند.

امروزه صنایع stealth شاخه ای مهم در بحث های نظامی هستند. یکی از راه های مخفی کردن هدف از دید رادار دشمن کاهش rcs آن است. با بکارگیری روش هایی متعدد، مانند مواد جاذب، توانسته اند mrcs هدف را کاهش دهند. اما در یک رادار دوپایه از نوع fsr پدیده ای به نام fs استفاده می شود که با روش های معمول کاهش rcs نمی توان آن را کاهش داد و حذف کرد. یعنی ممکن است یک هدف با وجود mrcs بسیار کم، frcs زیادی داشته باشد. زمانی که هدف بین فرستنده و گیرنده و نزدیک به خط پایه آن ها قرار می گیرد افزایش چشم گیری در rcs هدف مشاهده می شود. این افزایش مستقل از هندسه سه بعدی و جنس جسم است و تنها با کانتور سایه آن تعیین می شود. بنابراین با بکارگیری پوشش جاذب یا استفاده از تکنیک های شکل دهی نمی توان آن را کم کرد. برای طراحی یک رادار به اطلاعات پراکندگی از هدف نیاز داریم. پس شبیه سازی rcs یکی از بخش های مهم در طراحی رادار است. در شبیه سازی fsrcs از نرم افزارfeko استفاده شده است. روشی تقریبی با جواب هایی بسیار نزدیک به حل دقیق نیز پیشنهاد می شود.

امروزه با توجه به تقاضای روز افزون برای برقراری ارتباطات بیسیم و نیاز به انتقالِ حجم بالای اطلاعات با سرعت و کیفیت مناسب، محدود بودن پهنای باند فرکانسی مشکلی بزرگ محسوب می شود. برای حل این مشکل تکنولوژی آرایه تطبیقی با قابلیت فیلترینگ فضایی برای افزایش ظرفیت در نسل آینده سیستم های ارتباط سیار بدون نیاز به پهنای باند بیشتر مطرح شده است. این سیستم ها با استفاده از پردازشگرهای دقیق سیگنال قادرند پترن آرایه را به دقت شکلدهی کرده و باعث کاهش سطح سیگنال های تداخلی و درنتیجه افزایش ظرفیت ارتباط بیسیم در یک پهنای باند مشخص شوند. با توجه به استفاده از آنتن های آرایه ای در این سیستم و لزوم دقت بالا در پرتوسازی برای دستیابی به ظرفیت مناسب، مسئله کوپلینگ متقابل بین المان های آرایه و تاثیر آن بر عملکرد آرایه تطبیقی مسئله ای مهم و قابل بررسی است. در بخش اول این پایان نامه ابتدا به معرفی سیستم های آنتن هوشمند می پردازیم. سپس روش های بدست آوردن کوپلینگ متقابل در یک آنتن آرایه ای توضیح داده می شوند. بعد از مدل کردن دقیق کوپلینگ، با استفاده از روش های جبرانسازی، اثر کوپلینگ در آرایه تطبیقی را به حدقل می رسانیم. در بخش بعد به بررسی اثر کوپلینگ در ساختارهای مختلف آرایه حلقوی پرداخته شده، و میزان اثرکوپلینگ متقابل موجود بین المان ها در هر کدام از آرایه ها تعیین می شود. در ادامه تاثیر خطاهای فیزیکی محتمل در ساخت آنتن آرایه ای بر عملکرد کلی سیستم آرایه تطبیقی بررسی می شود. ملاک سنجش در این بررسی ها نسبت سیگنال به تداخل است. در انتها نیز با توجه به نتایج بدست آمده ساختار آرایه قابل اطمینان از نظر میزان کوپلینگ و حساسیت کمتر نسبت به خطاهای فیزیکی برای کاربرد در آرایه های تطبیقی ارائه شده است.

این پایان نامه به بررسی، تحلیل، طراحی و ساخت آنتن های مایکرواستریپ با زیرلایه های متامتریال می پردازد. در قسمت نخست پایان نامه، تئوری متامتریال ها و خواص ویژه ای که این ساختارها از خود نشان می دهند مرور می شود. ابتدا نشان داده می شود که رفتار غیر عادی فاز میدان ها در این ساختارها چگونه باعث می شود به ساختارهایی دست یافت که دارای خواصی هستند که به کمک دی الکتریک های معمولی نمی توان آن خواص را ایجاد کرد و سپس کاربرد این خواص متامتریال ها در کوچک سازی و ایجاد باند های اضافی در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی و همچنین افزایش بهره آنتن حلقه ای چند بانده، بطور مفصل بررسی می شود. نشان داده می شود که در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که زیرلایه آنها با متامتریال با نفوذپذیری منفی بار شود، می توان به مدی تابشی دست یافت که طول موج در فرکانس تشدید بسیار پایین تر از ابعاد آنتن باشد. بر اساس روش بیان شده، یک آنتن با زیرلایه متامتریال طراحی می شود که ابعاد آن به اندازه 77% کاهش یافته است. در قسمت بعدی پایان نامه، بر اساس روابط میدان در زیرلایه آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که با متامتریال بارگذاری شده اند، ابتدا الگوریتمی پیشنهاد می شود که بر اساس آن می توان مد تشعشعی اضافی در این نوع آنتن ها ایجاد کرد و سپس برای تصدیق روابط ارائه شده آنتنی طراحی می شود که در آن، به کمک ساختار متامتریال دو بانده پیشنهادی، دو مد تشعشعی اضافی ایجاد شده است. در قسمت پایانی پایان نامه، یک آنتن حلقه ای چهار بانده طراحی می-شود و سپس جهت افزایش بهره تشعشعی این آنتن، یک نوع خاص از متامتریال ها در زیرلایه آن بکار برده می شود. علاوه بر ساختار متامتریال پیشنهادی بکار برده شده در زیرلایه این آنتن، جهت افزایش هرچه بیشتر بهره، از یک تکنیک افزایش بهره نیز در آنتن استفاده می شود تا اثر این تکنیک در حضور ساختار متامتریال بررسی شود. یک نمونه از آنتن حلقه ای چهار بانده ساخته شده و نتایج اندازه گیری و شبیه-سازی مقایسه می شوند. نتایج اندازه گیری تطبیق بسیار خوبی با نتایج شبیه سازی دارد. از مزایای طرح ارائه شده سبکی آن، که ناشی از استفاده لایه های نازک دی الکتریک و هوا در زیرلایه است، هزینه پائین ساخت و عملکرد قابل قبول رامی توان برشمرد.

متامتریال (فرامواد) به جهت کارایی مطلوب، تنوع ساخت و وسعت کاربردی که دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. امروزه فعالیت های آزمایشگاهی زیادی در رابطه با بررسی ویژگی های این مواد انجام شده است که در نهایت منجر به راه اندازی کارگاه های آموزشی و پروژه های تحقیقاتی زیادی شده-است. در این پروژه ساختارهایی جدید از فرامواد با توانایی ایجاد باند فرکانسی با ضرایب نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی منفی، ارائه می گردند که از مشخصات آنها، شکل ساده و ابعاد مناسب جهت بهره گیری در ساختارهای الکترومغناطیس می باشد. علاوه بر این، ساختار های جدید معرفی شده را می توان در چندین فرکانس کاری گوناگون، هم به عنوان یک dng با ضرایب الکتریکی(?) و مغناطیسی(µ) منفی و هم به عنوان یک ساختار الکترومغناطیسی با ضریب نفوذپذیری مغناطیسی بزرگ استفاده نمود. همچنین جهت بررسی تاثیر این فرامواد در ساختارهای الکترومغناطیس، روش-های بکارگیری آن در آنتن ها مورد بررسی قرار گرفته که نتایج شبیه سازی نشان دهنده افزایش پارامترهایی مانند سمت گرایی، توان تشعشعی، پهنای باند و در نهایت کوچک سازی در آنتن های مرجع می باشد. شبیه سازی ها در محیط نرم افزار high frequency simulator(hfss) انجام می گیرد. در ادامه نیز از دو ساختار فراماده به منظور افزایش پهنای باند آنتن و چند باندی کردن آنتن استفاده می-شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سلول های واحد معرفی شده، می توانند مقدار سمت گرایی را تا 2 دسیبل افزایش دهند. یکی از سلول های واحد معرفی شده، توانایی کوچک سازی آنتن در حدود 50% و افزایش پهنای باند به اندازه 19.5% را نیز از خود نشان می دهد. در ادامه توسط فراماده می توان آنتن پهن باند با پهنای باند 131% و همچنین آنتن چند بانده طراحی کرد. در قسمت انتهای پایان نامه، نیز از ساختارهای prs جهت افزایش بهره آنتن استفاده شده است. نتایج بدست آمده، افزایش 5 دسیبل در بهره را نشان می دهند. به منظور تایید نتایج بدست آمده از شبیه سازی های موجود در این تحقیق، یک آنتن انتخاب و نسبت به ساخت آن اقدام شده است که نتایج بدست آمده از ساخت، تشابه زیادی با نتایج شبیه سازی را نشان می دهند. از مزایای ساختار های ارائه شده سادگی طرح های سلول واحد، و نیز عدم نیاز به فناوری پیشرفته برای ساخت را می توان بر شمرد. کلید واژگان: فرامواد؛ ضرایب مغناطیسی نفوذپذیری منفی؛ ضرایب گذردهی الکتریکی منفی؛آنتن پچ؛ سلول واحد؛رولایه؛ سطوح منعکس کننده

آنتن سهموی تاشونده کاربردهای متعددی از جمله استفاده در رادار دهانه مصنوعی بصورت فضا پایه جهت تصویر برداری دارد . اما قابلیت تاشوندگی سطح آنتن سبب بروز تغییرات در مشخصات آن خواهد شد که از جمله آنها تغییر در الگوی تابش آنتن و همچنین سمتگرایی است که ارتباط مستقیم با بهره آنتن دارد . جهت استفاده از این آنتن در کاربردهای فضا پایه ، رسیدن به بهره و الگوی تابش با پهنای پرتو نیم توان ( hpbw) مناسب ( حدود 1.5?×1.5? )، مطلوب است . در این پایان نامه ،طراحی یک آنتن سهموی تا شونده که تحریک آن توسط یک آنتن بوقی از نوع دایروی صورت می گیرد ، مورد نظر است . بدست آوردن یک انعکاس دهنده نزدیک به سهموی با کمترین تعداد سطوح تشکیل دهنده جهت سهولت در ساخت این نوع آنتن از یک طرف ، و رسیدن به الگوی تابش مطلوب در مقایسه با انعکاس دهنده سهموی کامل از سوی دیگر ، ما را برای طراحی یک انعکاس دهنده بهینه که مصالحه ای بین این دو باشد ، مجبور می کند . در این تحقیق، الگوی تابش آنتن طراحی شده توسط نرم افزار fekoشبیه سازی گردیده و توسط نرم افزارشبیه ساز pcaad مقایسه و تاییدی برای طراحی اولیه آن بدست آمده است .

چکیده ندارد.