طراحی و شبیه‌سازی شبکه تغذیه‌ آرایه آنتنی باند Ku با استفاده از فناوری نوین موج بر فاصله هوایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شیراز

2 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

چکیده

آنتن­های آرایه­ای کاربردهای بسیار زیادی در سامانه­های تجاری و نظامی دارند. از جمله در رادار، سامانه­های مراقبتی، جنگ الکترونیک،   جهت­یاب­ها و ... کاربرد دارند. شبکه تغذیه آنتن­های آرایه­ای یکی از قسمت­های مهم آرایه­ها است. در این مقاله یک شبکه تغذیه 1:8 با استفاده از فناوری جدید موج­بر فاصله هوایی (RGW) در باند Ku طراحی و شبیه­سازی شده است که قابل ‌تعمیم به شبکه تغذیه 1:N دلخواه است. فناوری RGW دارای مزایای زیادی ازجمله تلفات کم، پهنای باند زیاد، حساسیت کم به خطای ساخت، قابل ‌استفاده در فرکانس‌های بالا مانند موج میلی­متری، قابلیت اتصال آسان به ادوات فعال و . . . است. شبکه تغذیه شبیه‌سازی‌شده دارای افت بازگشتی بهتر از dB 15- در پهنای باند فرکانسی GHz 18-15 است. همچنین تلف عبوری از دهانه ورودی به هرکدام از دهانه­های خروجی حدود dB 9- است که مورد انتظار بود. همچنین تغییر اختلاف‌فاز از دهانه ورودی به هرکدام از دهانه­های خروجی کم­تر از یک درجه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Simulation of a Ku-Band Array Antenna Feed Network Based on Novel Ridge-Gap Waveguide Technology

نویسندگان [English]

  • Abas Karimi 1
  • seyed Esmaeil Hosseini 2
1 School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Electrical and Computer Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Array antennas have many applications in civil and military systems such as: radar, surveillance systems, direction finders, electronic warfare (EW), etc. Feed network is one of the main parts of array antennas. In this paper a 1:8 corporate feed network based on the new waveguide technology referred to as ridge gap waveguide (RGW) at Ku band is designed and simulated which can be extended to any arbitrary 1:N feed network. The main advantages of RGW technology are: low loss, broad bandwidth, low sensitivity to manufacturing errors, usability at high frequencies like millimeter waves, easy integration of active components, etc. Return loss of the simulated feed network is better than -15 dB at 15-18 GHz frequency band. Furthermore, the insertion loss from the input to each output is almost -9dB which is as expected, and also the change of phase difference from input to each output is less than 1 degree.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ridge Gap Waveguide (RGW)
  • Array Antenna Feed Network
  • Ku-Band
  • Return Loss
  • Insertion Loss

[1]     P. S. Kildal, E. Alfonso, A. Valero-Nogueira, and E. Rajo-Iglesias, “Local metamaterial-based waveguides in gaps between parallel metal plates,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 8, pp. 84–87, 2009.

[2]     P.-S. Kildal, “Erratum: Definition of artificially soft and hard surfaces for electromagnetic waves,” Electron. Lett., vol. 24, no. 6, p. 366, 1988.

[3]     E. Alfonso, et al., “New waveguide technology for antennas and circuits,” Waves, year 3, pp. 65-75, 2011.

[4]     B. Ahmadi and A. Banai, “Substrateless Amplifier Module Realized by Ridge Gap Waveguide Technology for Millimeter-Wave Applications,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 64, no. 11, pp. 3623–3630, 2016.

[5]     B. Ahmadi and A. Banai, “A power divider/combiner realized by ridge gap waveguide technology for millimeter wave applications,” Conf. Millimeter-Wave Terahertz Technol. MMWaTT, pp. 5–8, 2017.

[6]     S. I. Shams and A. A. Kishk, “Wide band power divider based on Ridge gap waveguide,” 2016 17th Int. Symp. Antenna Technol. Appl. Electromagn. ANTEM 2016, pp. 3–4, 2016.

[7]     B. Ahmadi and A. Banai, “Direct Coupled Resonator Filters Realized by Gap Waveguide Technology,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 63, no. 10, pp. 3445–3452, 2015.

[8]     P.-S. Kildal, A. U. Zaman, E. Rajo-Iglesias, E. Alfonso, and A. Valero-Nogueira, “Design and experimental verification of ridge gap waveguide in bed of nails for parallel-plate mode suppression,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 5, no. 3, p. 262, 2011.