شماره راهنما :
1213 دكتري
پديد آورنده :
رمضاني وركاني، علي
عنوان :
كاهش سطح مقطع راداري پهن باند و پهن زاويه با رساناي مغناطيسي مصنوعي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر
صفحه شمار :
نوزده، ۱۴۷ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حسين فيروزه
استاد مشاور :
ابوالقاسم زيدآبادي نژاد
توصيفگر ها :
سطح مقطع راداري , سطوح انتخابگر فركانس , رساناي مغناطيسي مصنوعي , مدار معادل
استاد داور :
همايون عريضي، محسن مداح علي، محمد مهدي نقش
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/09
رشته تحصيلي :
برق و كامپيوتر
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
كد ايرانداك :
ID1213 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده هدف اين رساله كاهش سطح مقطع راداري RCS دريك پهناي باند وسيع با پايداري زاويهاي باال با استفاده از رساناي مغناطيسي مصنوعي AMC ميباشد ابتدا ساختارهاي انتخابگر فركانس FSS مختلف كه قابليت AMC دارند و داراي پايداري زاويهاي و پهناي باند خوبي هستند را بررسي كردهايم و براي هر يك از آنها يك مدار معادل تقريبي جهت طراحي اوليه آنها استخراج نمودهايم ساختارهاي FSS بر اساس مدار معادل تقريبي طراحي شدهاند سپس شبيهسازي تمام موج با استفاده از نرم افزار مايكروويوي CST انجام شده و در صورت نياز بهينهسازي جهت رسيدن به مشخصات مورد نظر انجام گرفته است با قرار دادن صفحه زمين در پشت اين ساختارهاي FSS رساناي مغناطيسي مصنوعي AMC طراحي شده است چنين ساختاري امواج تابشي را در يك محدوده فركانسي همفاز برگشت ميدهد يكي از روشهاي مفيد براي درك رفتار سطوح AMC اين است كه يك قياس مناسب بين عناصر فشرده و اين سطوح داشته باشيم زماني كه دوره تناوب سلول واحد AMC در مقايسه با طول موج مورد عالقه كوچك باشد ويژگيهاي AMC را ميتوان با استفاده از يك مدل امپدانس سطحي مؤثر توصيف نمود امپدانس سطحي نقش مهمي در تعيين فركانس تشديد و فاز ضريب انعكاس ساختارهاي AMC دارد امپدانس سطحي AMC را به صورت اتصال موازي امپدانس ساختار FSS و امپدانس سطحي زيرنهشت عايق زمينشده Zd در نظر ميگيريم بنابراين براي ساختارهاي AMC اگر امپدانس ساختار FSS كه AMC از آن ساخته شده را داشته باشيم ميتوانيم امپدانس سطحي را بدست آوريم با داشتن امپدانس سطحي ضريب انعكاس را محاسبه مينماييم از آنجايي كه ساختار FSS با عنصر وصله دايرهاي نسبت به ساير ساختارهاي FSS حساسيت كمتري به قطبش و زاويه تابش دارد دو AMC با وصله دايره اي با ابعاد مختلف جهت داشتن فركانس تشديد مختلف انتخاب شدند با استفاده از مدار معادل پيشنهادي شعاع اين وصلهها را به نحوي انتخاب كردهايم كه اختالف فاز بين دو AMC در بازه فركانسي نسبتا بزرگ 66 6 تا 24 31 گيگاهرتز 73 081 است كه ميتواند باعث پهنباند شدن اين ساختار گردد بعد از انتخاب رساناهاي مغناطيسي مصنوعي يك سطح شطرنجي شكل با تركيب سلولهاي 1 AMC و 2 AMC در آرايش تناوبي در نظر ميگيريم اين ساختار شطرنجيشكل با استفاده از نرمافزار تمامموج CST شبيهسازي شده و سطح مقطع راداري تكپايه آن براي تابش عمودي با يك ساختار رساناي الكتريكي كامل مقايسه شده است كاهش RCS بيش از 52 دسيبل در فركانس 6 11 گيگاهرتز حاصل شده است همچنين حداقل كاهش 10 RCS دسيبل از فركانس 1 7 تا 41 گيگاهرتز يعني پهناي باند حدود 56 براي تابش عمودي حاصل شده است در حالت دوپايه سطح مقطع راداري 6 دسيبل كاهش مييابد كه چندان مطلوب نيست از طرف ديگر وقتي ابعاد ساختار افزايش مييابد منحني كاهش RCS براي آرايش متناوب حوالي فركانس تشديد رساناهاي مغناطيسي مصنوعي بيشتر شده ولي بين فركانس تشديد دو AMC كاهش RCS چندان مطلوب نيست و پهنباند بودن از بين رفته و يك كاهش RCS دو باندي تشكيل ميشود براي غلبه بر اين مشكالت در اينجا يك روش جديد را پيشنهاد دادهايم كه به جاي آرايش متناوب از آرايش تصادفي استفاده ميكنيم يعني بعد از تشكيل دادن سلول رساناهاي مغناطيسي مصنوعي چينش آنها در ساختار به صورت تصادفي انجام ميگيرد كه اين كار باعث ميشود كه ميدان در جهتهاي مختلفي پراكنده گردد و نشان ميدهيم اين روش باعث كاهش چشمگير سطح مقطع راداري در حالت دوپايه ميگردد و عالوه بر اين با بزرگ شدن ساختار حالت پهنباند بودن حفظ مي گردد همچنين با افزايش زاويه تابش پهناي باند تقريبا ثابت مانده و مقدار كمي به سمت راست جابهجا ميشود به طوري كه ميتوان گفت اين ساختار تا زاويه 04 پايداري زاويهاي خوبي دارد سپس بهينهسازي با استفاده از روش بهينهسازي ازدحام ذرات PSO جهت پيدا كردن ساختار بهينه در بين ساختارهاي تصادفي انجام شده است در نهايت براي اعتبارسنجي شبيهسازيهاي انجام شده دو ساختار با آرايش متناوب و تصادفي با استفاده از روش ليتوگرافي نوري ساخته شدهاند و RCS آنها اندازهگيري شده است نتايج شبيهسازي و اندازهگيري RCS با هم تطابق خوبي دارند واژگان كليدي سطح مقطع راداري سطوح انتخابگر فركانس رساناي مغناطيسي مصنوعي مدار معادل
چكيده انگليسي :
Broadband and Wide Angle RCS Reduction Using AMC Thechnology Ali Ramezani Varkani a ramezani@ec iut ac ir 28 05 2018 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranSupervisor Dr Zaker Hossein Firouzeh zhfirouzeh@cc iut ac irAdvisor Dr Abolghasem Zeidaabadi Nezhad zeidabad@cc iut ac ir Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 IranAbstractThe aim of this thesis is to reduce the radar cross section RCS for a wide bandwidth withhigh angular stability using an artificial magnetic conductor AMC Meta surfaces areformed through the combination of two artificial magnetic conductor AMC cells arrangedin periodic and randomized fashions in order to suppress the scattered fields in low levels inall directions as well as minimizing the maximum RCS of the metallic surface Thebandwidth limitations for a large range of incident angles are resolved by properly selectingof both AMC structures which are less sensitive to incident angles By appropriate design ofeach AMC and using equivalent circuit method the reflection coefficients of these surfacesare designed in a way to reach 180 37 phase difference over a wide range of frequenciesand incident angles The bandwidth for 10dB mono static RCS reduction is about 53 forboth periodic and randomized structures at the normal incidence It is illustrated that therandomized arrangement structure has 3dB lower maximum bi static RCS compared to theperiodic structure and the fractional bandwidth of 53 is reachable for bi static RCSreduction larger than 10dB Key WordsRadar cross section Frequency selective surface Artificial magnetic conductor Equivalentcircuit model IntroductionRadar cross section RCS determines the scattering property of a target and there are greatinterest in reducing RCS especially for military objects There are four basic techniques inorder to reduce radar cross section including shaping radar absorbing materials RAMs passive cancellation and active cancellation Knot et al 1993 Each method has its ownadvantages and disadvantages The shaping principle is performed in a way to modify thesurface or the shape of the target through bouncing or redirecting the scattered energy awayfrom the source One way to gain such scattering goal can be fulfilled by using a
استاد راهنما :
حسين فيروزه
استاد مشاور :
ابوالقاسم زيدآبادي نژاد
استاد داور :
همايون عريضي، محسن مداح علي، محمد مهدي نقش
