توصيفگر ها :
كاهش سطح مقطع راداري آنتن , آنتن آرايه فازي , آنتن دهانه موجبري , فراسطوح
چكيده فارسي :
در چند سال اخير آنتن¬ با سطح مقطع راداري كم توجه زيادي را به خود جلب كرده¬اند؛ چرا كه براي وسايل نقليه¬ي هوايي با تشعشع كم، سطح مقطع راداري كل به طور عمده متأثّر از سيستم آنتن آن وسيله است كه خود يك منبع پراكندگي به حساب مي¬آيد. همچنين در مقايسه با اجسام بدون تشعشع، كاهش سطح مقطع راداري اجسام داراي تشعشع نظير آنتن، پيچيدگي و سختي بيشتري دارد، چرا كه در عين حال كه سطح مقطع راداري آنتن كاهش مي‌يابد، بايد مشخصات تشعشعي آن حفظ شود. بنابراين كاهش سطح مقطع راداري آنتن اهمّيت ويژه¬اي دارد. در اين ميان، آنتن آرايه‌اي با بهره¬ي بالا هميشه سطح مقطع بزرگي دارندكه اين امر باعث افزايش سطح مقطع راداري آن مي¬شود. استفاده از روش‌هاي اوليه‌اي نظير قرار دادن آنتن به صورت مايل، تغيير شكل آنتن و استفاده از مواد جاذب راداري كه براي كاهش سطح مقطع راداري اين آنتن¬ها پيشنهاد مي¬شدند، مناسب نيستند چرا كه علاوه بر فراهم آوردن اين هدف باعث كاهش عملكرد تشعشعي آنتن از جمله كاهش چشمگير بهره¬ي آنتن و يا كاهش پهناي باند كاري آن و همچنين افزايش چشمگير رخنمون آنتن مي¬شدند. با توسعه و پيشرفت علم و فناوري در چند ساله¬ي اخير دانشمندان و پژوهشگران طرح هايي را پيشنهاد داده اند كه اغلب اين ساختار ها جزء ساختار هاي متناوب از قبيل فراسطوح مبدّل قطبش، فراسطوح تمام نگاشتي، تشديدگرهاي حلقه-شكاف، فرامواد جاذب كامل، رساناهاي مغناطيسي مصنوعي، سطوح انتخابگر فركانس، ساختارهاي گاف نوار الكترومغناطيسي، سطوح بازتاب‌كننده‌ي قطعه‌اي و كاواك فبري-پروت هستند و با استفاده از آن‌ها سطح مقطع راداري آنتن با حفظ عملكرد تشعشعي آن كاهش مي¬يابد. در اين ميان فراسطوح مبدل قطبش و رساناهاي مغناطيسي مصنوعي با توجه به ويژگيهاي چشميري كه دارند توجه ويژه‌اي را به خود جلب كرده‌اند.
در اين پايان‌نامه ابتدا يك آنتن آرايه فازي با عنصر‌هاي دهانه موجبري به منظور دستيابي به بهره‌ي بالا و همچنين روبش 30 تا 40 درجه طراحي شده است و پس از بررسي ساختارهاي مختلف بيان شده براي فراسطوح مبدل قطبش، فراسطوح تمام نگاشتي و رساناهاي مغناطيسي مصنوعي، با تركيب چند ساختار مختلف از اين ساختار ها، ساختار جديدي با عنوان ساختار مربع بدون دو گوشه با هفت شكاف ارائه شده كه با استفاده از اين ساختار، سطح مقطع راداري آنتن طراحي‌شده با حفظ اغلب پارامتر‌هاي تشعشعي آنتن به صورت چشم‌گيري در پهناي وسيعي از فركانس‌كاهش يافته، پهناي باند آنتن افزايش يافته و قابليت روبش و بهره‌ي آنتن حفظ شده است.
چكيده انگليسي :
In recent years, antennas with low radar cross section have attracted much attention, because for low radiation aerial vehicles, the total radar cross section is mainly affected by the vehicle's antenna system. This is because the antenna is not only a device for sending and receiving electromagnetic waves in a telecommunication system, but also a source of scattering. Also, compared to non-radiation objects, reducing the radar cross-section of radiated objects such as antenna is more complex and difficult, because while the radar cross-section of the antenna is reduced, its radiation characteristics must be maintained. Therefore, from the point of view of stealth, the radar cross section of the antenna is of special importance. Meanwhile, high performance flat antennas always have a large cross section, which increases the radar cross section of the antenna. Basic methods such as tilting the antenna, deforming the antenna and using radar absorbers that were proposed to reduce the radar cross section of these antennas, in addition to providing this purpose, reduce the antenna radiation performance, including a significant reduction in gain of the antenna or reduce its working bandwidth as well as significantly increase the antenna profile. With the development of science and technology in recent years, scientists and researchers have proposed designs that most of these structures are part of alternating structures such as Polarization Conversion Metasurfaces, Holographic Metasurfaces, Split Ring Resonators, Perfect Absorber Metamaterials, Artificial Magnetic Conductors, Frequency selective surfaces, Electromagnetic Band Gap Structures, Partially Reflecting Surfaces, and Fabry-Perot Cavity, which reduce the radar cross-section of the antenna while maintaining its radiative function. Among these, the levels of polarization converters have attracted special attention due to their remarkable features.
In this thesis, first a waveguide aperture phased array antenna element is designed to achieve very high efficiency and also 30-degrees scanning. After examining the various structures expressed for Polarization Conversion Metasurfaces, Holographic Metasurfaces, and Artificial Magnetic Conductors, by combining several different structures of these structures, a new structure called a square structure without two corners with seven slots is proposed. Using this structure, the radar cross section of the designed antenna is significantly reduced by more than 5 dB over 8 GHz bandwidth while maintaining most of the radiant parameters of the antenna, increasing its bandwidth to 1 GHz and maintaining the scanning capability and efficiency of the antenna.
