طرح و شبیه سازی آنتن آرایه ای مسطح موج بری شکاف دار پهن باند مونوپالس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شیراز

چکیده

در این مقاله یک آنتن آرایه موج بر شکاف دار رزونانسی با مرز دایروی برای کاربرد رادار مونوپالس جنگنده هوایی طراحی و شبیه سازی شده است. این آنتن دارای پهنای باند 11% در باند X با معیار VSWR < 2 در بازه فرکانسی 8.6GHz-9.6GHz، دایرکتیویتی 38.2dBi، Sll= -20dB و پهنای بیم نصف توان 2.1 درجه است. برای داشتن این پهنای باند زیاد، آنتن به زیرآرایه هایی که هریک توزیع توان یکنواخت داشته، تقسیم شده و شبکه تغذیه ترکیبی (corporate ) به‌صورت نامساوی، زیرآرایه‌ها را برای داشتن توزیع توان تیلور تغذیه می‌کند. عملکرد این آنتن به‌صورت مونوپالس بوده ، در نتیجه آنتن از چهار ربع دایره با تغذیه جداگانه تشکیل شده که درنهایت به‌وسیله شبکه تغذیه مونوپالسی که برای کاربرد هوایی مناسب باشد، دارای الگوی تشعشعی مجموع و تفاضل در راستای سمت و ارتفاع خواهد بود. در این کار، شبیه‌سازی آنتن طراحی‌شده به کمک نرم‌افزارهای HFSS و CST Microwave Studio، با در نظرگرفتن اثر تزویج و همچنین ملاحظات ساخت انجام می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Designing and Simulation of a Wide-Band Mono-pulse Slotted Waveguide Antenna Array

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sadehlari
  • Habibollah Abiri
چکیده [English]

In this paper, a resonant slotted waveguide array antenna with circular boundary has been
designed and simulated for mono-pulse airborne radar applications. The antenna parameters
are:11% bandwidth in X-band (8.6-9.6GHz),VSWR < 2, 38dBi directivity, sidelobes level of -
20dB and 3-dB beam-widths of 2.1degree. To Design this antenna, it is divided into short
sections (sub-arrays) each with a uniform distribution. Corporate waveguide networks are used
to feed sub-arrays for the Taylor distribution. For operating as a mono-pulse antenna, the
structure consists of four quadrants with different feeds. They are combined in a mono-pulse
comparator convenient for airborne applications. This results to sum and difference patterns at
azimuth and elevation. In this work, CST Microwave Studio and HFSS softwares are employed
to simulate the designed antenna. Finally fabrication limitations and the coupling effects have
been taken into account.

کلیدواژه‌ها [English]

  • resonant slotted waveguide array antenna
  • wideband
  • subarray
  • corporate feed network
  • monopulse feed

مراجع

  1. J. Volakis “Antenna Engineering Handbook” fourth ed BAE
  2. System, Inc, ch. 9, 2007.
  3. P. Wade “Microwave Antenna Handbook’’ Online ex-
  4. NIBWT, ch.7, 2000-2001.
  5. T. Li, H. Meng, W. Dou, G. Xia, H. Zhu “Design of Low
  6. Sidelobe Slotted Waveguide Monopulse Antenna Array”
  7. Antennas and Propagation, 3rd Asia-Pacific Conference
  8. (APCAP), Harbin, China, 2014.
  9. Li-Ming Si, Y. Liu, Y. Huang and W. Zhu “Ka-Band Slot-
  10. Microstrip-Covered and Waveguide-Cavity-Backed
  11. Monopulse Antenna Array” International Journal of
  12. Antennas and Propagation, Article ID 707491, 2014.
  13. R. A. Bhatti, B. Y. Park, Y. T. Im, S. O. Park “Design of a
  14. Planar Slotted Waveguide Array Antenna for X-band Radar
  15. Applications” Journal of the Korean institute of
  16. electromagnetic engineering and science, vol.11, no.2. 2011.
  17. S. T. V, S. C. Song, S. H. Seo and K. C. Hwang “Waveguide
  18. Slot Array Antenna with a Hybrid-Phase Feed for Grating
  19. Lobe Reduction” International Journal of Antennas and
  20. Propagation, Article ID 4825924, 2016.
  21. G. L. Huang, S. G. Zhou, T. H. Chio, H. T. Hui and T. S.
  22. Yeo “A Low Profile and Low Sidelobe Wideband Slot
  23. Antenna Array Feb by an Amplitude-Tapering Waveguide
  24. Feed-Network” IEEE Transactions on Antenna and
  25. Propagation, vol. 63, no. 1, January 2015.
  26. R. E. Collin and F. J. Zucker “Antenna Theory” NewYork:
  27. McGraw-Hill, Part I, Chap.14, 1969.
  28. R. S. Elliott “Antenna Theory and Design” Englewood
  29. Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc, Chap.3,1981.
  30. A. F. Stevenson “Theory of Slots in Rectangular
  31. Waveguide” Journal of Applied physics, vol. 19, pp.24-38,
  32.  
  33. G. J. Stern and R. S. Elliott “Resonant Length of
  34. Longitudinal Slots and Validity of Circuit Representation:
  35. Theory and Experiment” IEEE Trans. Antennas Propagat,
  36. vol. 33, pp.1264–1271, 1985.
  37. J. C. Coetzee, J. Joabert and W. L. Tan “Frequency
  38. Performance Enhancement of Resonant Slotted Waveguide
  39. Array through the use of Wideband Radiators or
  40. SubArraying” Microwave and Optical Technology Letters,
  41. vol. 22, no.1, 1999.
  42. S. S. Sekretarov and D. M. Vavriv “A WideBand Slotted
  43. Waveguide Antenna Array for SAR System” Progress In
  44. Electromagnetics Research M, vol. 11, pp. 165-176, 2010.
  45. J. Joubert and S. R. Rengarajan “Design of Unequal H-plane
  46. Waveguide Power Dividers for Array Applications” IEEE
  47. Trans. Antennas and Propagation Society International
  48. Symposium, vol. 3, pp. 1636- 1639, 1996.
  49. G.-L. Huang, S.-G. Zhou, T.-H. Chio, and T.-S. Yeo,
  50. “Design of a Symmetric Rectangular Waveguide T-Junction
  51. with in-Phase and Unequal-Power-Split Characteristics,”
  52. Proc. IEEE Antennas and Propagation Society Int. Symp.,
  53. pp. 2119–2120, 2013.
  54. M.Mohammadi and F. H. Kashani “Planar Eight Port
  55. Waveguide Mono-Pulse Comprator” Progress In
  56. Electromagnetics Research C, Vol. 6 ,103-113, 2009
  57. J. Varghese, M. S. Easwaran, S. Christopher, and Y. M. Rao
  58. “Computer aided design of planar waveguide mono-pulse
  59. comparator for low height airborne antennas” Proc. Radar.
  60. , Electron.and Radar. Conf., 522-525, 1997.
  61. L. T. Hildebrand “Results for a Simple Compact Narrow-
  62. Wall Directional Coupler” IEEE Microwave and Guided
  63. Wave Letters, vol. 10, no. 6, 231-232, 2000.
  64. M. Saitoh, H. Uchida, N. Yoneda, K. Kakizaki, Y. Konishi
  65. and H. Oh-hashi “A Broadband Waveguide Monopulse
  66. Comparator With Phase Compensation Circuits”
  67. Proceedings of ISAP, Seoul, Korea. 2005.
  68. S. S. Oh, J. W. Lee, M. S. Song and Y. S. Kim “Two-layer
  69. Slotted-Waveguide Antenna Array with Broad
  70. Reflection/gain Bandwidth at Milimetre-Wave Frequnecies”
  71. IEE, Proc. Microw. Antenna Propag., vol.151, no. 5, 2004.
  72. Park, Pyong K. “Planar Array Waveguide Antenna with LShaped
  73. Series/Series
رادار
دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 1
651
اردیبهشت 1395
صفحه 1-10

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 دی 1394
  • تاریخ بازنگری: 02 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397
  • تاریخ انتشار: 01 اردیبهشت 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار