پیاده‌سازی آنتن آرایه بازتابی تک‌لایه، کم‌هزینه و پهن‌باند با استفاده از زیرلایه غیرهمگن و پچ‌های پاپیونی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

doi
10.22034/tjee.2022.15522
چکیده

در این مقاله، نوعی آنتن آرایه بازتابی تک­لایه و کم­هزینه در باندX  معرفی می­شود که در آن، آرایه­ای از پچ­های پاپیونی­شکل روی زیرلایه­ای غیرهمگن چاپ شده­اند. ساخت زیرلایه غیرهمگن با استفاده از حفره­های هوایی متناوبی است که داخل عایق FR4 سوراخکاری شده است. در تحلیل سلول واحد این ساختار، از دو پارامتر مختلف پچ پاپیونی (طول و زاویه) برای حصول دیاگرام فازی استفاده شده است که در مجموع، محدوده­ای فازی نزدیک به 700 درجه بدست آمده است که گزینه خوبی برای طراحی آنتن آرایه بازتابی پهن­باند است. در روند طراحی آنتن، از روش سنتز فاز کارآمدی استفاده می­شود تا تاثیرات نامطلوب پاشندگی فرکانس در پهنای باند کاری آنتن کاهش یابد. این روش، چیدمان عناصر پچ آرایه را بهینه می­سازد و به طراحی آنتن آرایه بازتابی با پاسخ فرکانسی خوب کمک می­کند. برای ارزیابی درستی نتایج حاصل از شبیه­سازی، آنتن آرایه بازتابی با زیرلایه غیرهمگن و با ابعاد 270×270×2.4mm3 و فاصله کانونی 26.9 سانتیمتر شده است. اندازه­گیری­ها، بیشینه بهره 28.1dB و بازده 57.5 درصد را نشان می­دهد بطوری­که پهنای باند بهره 1.5-dB آن 34درصد است. این نتایج با بهره حاصل از اندازه­گیری آنتن آرایه بازتابی با زیرلایه همگن نیز مقایسه شده است. نشان داده می­شود که استفاده از زیرلایه غیرهمگن سبب افزایش بهره بیشینه و پهنای باند آنتن بازتابی پیشنهادی شده است.