طراحي و شبيه‌سازي هادي‌هاي مغناطيسي براي بهبود مشخصات آنتن‌هاي ماهواره و كاهش اثرات تششعات فضايي

Design and Simulation of Magnetic Conductors to Enhance Features of Satellite Antennas and to Reduce Effects of Space Radiation

در اين مقاله، به‌منظور بهبود عملكرد آنتن‌هاي ماهواره، استفاده از سطوح با امپدانس بالا پيشنهاد مي‌شود. سطوح با امپدانس بالا اغلب با نام هادي‌هاي مغناطيسي مصنوعي شناخته مي‌شوند. هادي مغناطيسي طراحي‌شده، شامل آرايه‌اي از سطوح انتخابگر فركانسي JC-FSS است كه با چهار پاية رسانا به صفحة زمين متصل مي‌شود. كلية قطعات رساناي آن از جنس آلومينيوم و دي‌الكتريكي از نوع آرلون اي‌دي 270(Arlon AD 270) است كه فضاي بين سطوح انتخابگر فركانسي و زمين را پر مي‌كند.اين دي‌الكتريك از فايبر گلاس تقويت شده با (PTFE) ساخته مي‌شود. با بهره‌گيري از شبيه‌سازي‌هاي كامپيوتري شرايط به‌گونه‌اي تعيين مي‌شود كه در محدوده‌هاي فركانسي 4/73 گيگاهرتز و 7/43 گيگاهرتز، اين ساختار تبديل به يك هادي مغناطيسي با مشخصات ويژه شود. به‌منظور اثبات برتري اين هادي مغناطيسي، مشخصات آن با يكي از متداول‌ترين انواع هادي‌هاي مغناطيسي مقايسه مي‌شود. آلومينيم و دي‌الكتريكي با زنجيرة پليمري از كربن و فلوئور، از جمله مواد نسبتاً سبك محسوب مي‌شوند كه با به‌كارگيري آنها در ساختار هادي مغناطيسي علاوه بر بهبود مشخصات آنتن، مي‌توان پرتوهاي ثانوية حاصل از تششعات كيهاني را به ميزان قابل قبولي كاهش داد.

To improve the performance of satellite antennas, use of a high-impedance surface is purposed. High impedance surfaces are known as artificial magnetic conductors. The designed magnetic conductor includes an array of a Jerusalem Cross frequency selective surface which is connected to the ground via four pins. All conducting parts are made of Aluminum.The dielectric is Arlon AD 270 that fills the space between the ground and the JC frequency selective surface. The dielectric is made of fiberglass reinforced by Poly-tetrafluorethylene (PTFE). In 4.73GHz and 7.43GHz, structure operatesas a magnetic conductor.Using computer simulations, this structure is compared with a widely used artificial magnetic conductor. Aluminum and polymer chain of Carbon and Fluorine are composed of light elements, therefore using this material in antenna structure not only can improve specification of antenna but also can reduce cosmic ray effects.