توصيفگر ها :
ويژه مد , سيستم هاي نسل پنجم (5G) , آنتن ميكرواستريپ , آنتن ويوالدي
چكيده فارسي :
با توجه به افزايش پژوهش و توسعه طراحي آنتن براي اهداف مختلف، لزوم طراحي با ديد درست فيزيكي به جاي شبيه سازي كوركورانه و داشتن آگاهي كافي از ساختار طراحي شده، بيشتر از پيش احساس مي شود. روش ويژه مد، يك راه حل براي اين مساله است. افزايش مطالعه نظريه ويژه مدها با تمركز بر پياده سازي هاي گسترده آن در بسياري از طرح هاي آنتن، يكي از پيشرفت هاي مهيج در مهندسي آنتن است. در اين روش يك بسط از جريان هاي متعامد، جريان كلي ساختار را توصيف مي كند. با توجه به تعامد جريان ها، ميدان هاي حاصل از اين جريان ها نيز متعامدند. با داشتن ميدان و شكل هر جريان، مي توان ويژگي هر جريان را مورد بررسي قرار داد و از بين آن ها جريان هاي لازم را انتخاب نمود. با داشتن اين جريان ها، مي توان ضرايب مناسب هر يك را براي رسيدن به اهداف خاص در طراحي از جمله الگوي تابش خاص، پهناي باند، ضريب كيفيت و غيره تعيين كرد. همچنين با داشتن جريان نهايي ساختار مي توان محل درست تحريك براي ساختار را انتخاب كرده و به طراحي نهايي رسيد. همچنين گسترش سيستم هاي نسل پنجم (5G)، نياز به آنتن و تجهيزات مناسب اين سيستم ها را يك امر ضرروي و مهم نموده است. در اين سيستم ها بر خلاف نسل هاي قبلي، به آنتن با قابليت چرخش باريكه و چند باريكه بودن نياز است. به همين منظور از آنتن آرايه فازي در اين سيستم ها استفاده مي شود. بر اين اساس در اين پايان نامه ابتدا تاريخچه و تعريف روش ويژه مد و تعريف ها و اصطلاحات لازم براي تحليل ويژه مد بيان شده است. سپس تاريخچه و ويژگي هاي سيستم نسل پنجم به صورت خلاصه آورده شده است. در ادامه دو مدل آنتن نسل پنجم با رويكرد ويژه مد طراحي و شبيه سازي شده است. آنتن ميكرواستريپ طراحي شده در فركانس مركزي 28 گيگاهرتز با پهناي باند 7/12% داراي بهره بهتر از 7 دسي بل است. همچنين آنتن ويوالدي در بازه فركانسي 25 تا 70 گيگاهرتز با بهره بهتر از 1/7 دسي بل بر روي بستر Rogers 5880 طراحي شده است.
چكيده انگليسي :
Due to the increase in research and development of antenna design for different purposes, the necessity of designing with a correct physical view instead of blind simulation and having sufficient knowledge of the designed structure is felt more than before. The characteristic mode method is a solution for this problem. Increasing the study of the theory of characteristic modes, focusing on its wide implementations in many antenna designs, is one of the exciting developments in antenna engineering. In this method, an extension of orthogonal currents describes the general current of the structure. Due to the orthogonality of the currents, the resulting fields of these currents are also orthogonal. By having the field and shape of each current, we can examine the characteristics of each current and select the necessary currents from among them. By having these currents, it is possible to determine the appropriate coefficients of each to achieve specific goals in the design, such as a specific radiation pattern, bandwidth, quality factor, etc. Also, by having the final current of the structure, you can choose the right place of stimulation for the structure and reach the final design. Also, the expansion of the fifth generation systems (5G) has made the need for antennas and suitable equipment for these systems a dangerous and important issue. In these systems, unlike the previous generations, an antenna with the ability to rotate the beam and be multi-beam is needed. For this purpose, phased array antenna is used in these systems. Based on this, in this thesis, the history and definition of the characteristic mode method and the terms necessary for characteristic mode analysis are stated. Then the history and features of the 5G system are summarized. In the following, two 5G antenna models are designed and simulated with the characteristic mode approach. The microstrip antenna designed at a central frequency of 28 GHz with a bandwidth of 12.7% has a gain of better than 7 dB. Also, a Vivaldi antenna is designed in the frequency range of 25 to 70 GHz with a gain of better than 7.1 dB on the Rogers 5880 substrate.
