آنتن پچ بهره بالا، پهن باند با پلاريزاسيون دايروي براي كاربردهاي رادارهاي دريايي

High Gain,Wideband and Circularly Polarized Patch Antenna for Maritime Radar Applications

در اين مقاله به طراحي و شبيه‌سازي آنتن پچي با ساختار فشرده همراه با بهره بسيار بالا ، پهناي باند مناسب و همچنين قابليت پلاريزاسيون دايروي مبادرت شده است. آنتن پيشنهادي به علت دارا بودن پلاريزاسيون دايروي با بهره بالا براي كاربردهاي رادارهاي دريايي (5570 تا 5650 مگاهرتز) كه در آن‌ها تداخلات چند مسيره و انعكاس امواج از سطوح دريا مشكل‌زا است مناسب است. همچنين اين آنتن به طور همزمان قابليت استفاده در كاربردهاي راداري هواشناسي (5350 تا 5450 مگاهرتز)،كاربردهاي نظامي و راديوسنجي تشخيص نقاط (5470 تا 5570 مگاهرتز) را داراست. در اينجا براي افزايش بهره آنتن از قضيه فبري پرو مبتني بر استفاده از يك رولايه به ابعاد يك طول موج در بالاي ساختار آنتن و به فاصله نصف طول موج از صفحه زمين در زير ساختار آنتن استفاده شده است. ضمن اينكه براي افزايش هرچه بيشتر بهره، پهناي باند و نسبت محوري آنتن از ديواره‌هاي فلزي در اطراف ساختار استفاده شده كه با حفظ كوچك بودن ساختار مقدار بهره را به صورت قابل توجهي بهبود داده است. نتايج حاصل از آنتن شبيه‌سازي شده نشان مي‌دهد كه حداكثر بهره آنتن پيشنهادي و پهناي باند dB 1 بهره به ترتيب برابر با dB 15 و % 18/7 است. همچنين پهناي باند امپدانسي و نسبت محوري به ترتيب برابر % 18/7 و %11 (در حالت تنها استفاده از رولايه) است. ضمن اينكه الگو‌هاي چپ‌گرد و راست‌گرد آنتن نشانگر راست‌گرد بودن آنتن در جهت برودسايد و همچنين بيشترين گلبرگ كناري dB 10 است.

In this paper, the design and simulation of an antenna with compact structure and high gain, proper bandwidth and circular polarization is presented. The proposed antenna due to it’s high-gain circular polarization is suitable for maritime radar applications in which multi-path interactions and reflection’s from sea surface is problematic. This antenna also has the ability to use in Weather Radar applications (5350MHZ-5450MHz), Radiolocation and Military applications (5470MHz-5570MHz). Here to increase the antenna gain, fabry perot theorem based on the use of a superstrate with dimensions of a wavelength and in distance of half wavelength at above of the antenna structure is used. In addition, to maximize the antenna gain, bandwidth and axial ratio, metallic walls surround the antenna structure. The results of the simulated antenna indicate maximum gain about 15 dB, a bandwidth of %18.7 and axial ratio of %11. Meanwhile, E and H patterns show the maximum side lobe of about 8 -10 dB.