آنتن های موج نشتی خمیده مبتنی بر ساختار SIW با پلاریزاسیون دایروی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ، دانشگاه سمنان،سمنان ،ایران

2 دانشیار ، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشیار، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

4 استادیار، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، یک آنتن موج‌نشتی غیر مسطح خمیده با ساختار موجبر مجتمع شده در زیر لایه (SIW ) بر بستر سلول واحد جدیدی ارائه شده است. استفاده از این روش مشکل عمده این نوع آنتن‌ها که وجود باند توقف (OSB ) بوده را مرتفع ساخته و آنتن را قادر به تشعشع در جهت عمود بر راستای آنتن (پهلوآتش ) نیز می‌سازد. در این مقاله بعد از معرفی سلول واحد جدید ابتدا یک آنتن موج‌نشتی مسطح با ساختار موجبر مجتمع شده در زیر لایه طراحی و بررسی گردیده که قادر است از زاویه 6/76- تا 27+ درجه را به طور پیوسته با تغییر فرکانس تغذیه جاروب نماید. در انتها آنتن مسطح پیشنهادی روی سطح یک استوانه به شعاع 425 میلیمتر تطبیق شده است. آنتن موج-نشتی غیر مسطح نصب شده روی استوانه قادر است از زاویه 43- تا 37+ درجه را به طور پیوسته با تغییر فرکانس تغذیه جاروب نماید. در نتیجه یک جاروب با قطبش دایروی از زوایای منفی تا مثبت که شامل تشعشع عمود بر راستای آنتن نیز می‌باشد، حاصل گردیده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Conformal Leaky Wave Antennas Based on SIW Structure with Circular Polarization

نویسندگان [English]

  • Hassan zamini 1
  • Majid Afsahi 2
  • Hamid Reza Dalili Oskouei 3
  • Morteza Mohammadi Shirkolaei, 4
1 PhD student, Semnan University, Semnan, IranEngineering.Tehran.Iran.
2 Associate Professor, Semnan University, Semnan, Iran
3 Associate Professor, Shahid Sattari Aviation University, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Shahid Sattari Aviation University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this article, a conformal leaky wave antenna with a substrate-integrated waveguide (SIW) structure on a new unit cell substrate is presented. The use of this new method eliminates the main problem of this type of antenna, which is the existence of a stop band (OSB), and enables the antenna to radiate in Broadside as well. In this article, after introducing the new unit cell, a flat leaky wave antenna with an integrated waveguide structure under the layer, which is able to continuously scan from -76.6 to +27 degrees by changing the feeding frequency, was designed and investigated. At the end, the proposed flat antenna is adapted on the surface of a cylinder with a radius of 425 mm. A conformal leaky wave antenna is able to continuously scan from -43 to +37 degrees by changing the feeding frequency. As a result, a scan with circular polarization from negative to positive angles, which also includes broadside radiation, has been obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Leaky wave antenna
  • Substrate integrated waveguide
  • Composite right/left-handed (CRLH)
  • Broadside Frequency
  • Conformal LWA

Smiley face

مراجع

[1]         C. Caloz and T. Itoh.; “Electromagnetic metamaterials: transmission line theory and microwave applications”, Johan Wiley & Sons, 2005.
[2]        W. W. Hansen, “Radiating electromagnetic Waveguide, U.S. Patent no. 2, 402, 622, 1940.
[3]         D. Deslandes and K. Wu.; “Design consideration and performance analysis of substrate integrated waveguide components”, Microwave Conference.32 nd European, pp. 1-4, Nov. 2002.
[4]       Sh. Tavanaeipour, M. A. Jozveh Vaziri.; “Investigation of Performance Changes of Leaky Wave Antennas in the Aerodynamic Heating Phenomenon of Hypersonic Projectiles”, Radar, vol. 5, issue 4, 2016, pp. 33-38, Doi: 20.1001.1.23454024.1396.5.4.4.4, (Persian).
[5]       M. Mohammadi, J. Ghalibafan, “Analysis and Design of a High Pass Waveguide Filter of the Ferrite Blade with Tunable Rejection Band”, applied electromagnetics, vol. 8, issue 2, 2020, pp. 25-31, Doi: 20.1001.1.26455153.1399.8.2.4.6, (Persian).
[6]       S. Saidi,F. H. Kashani N. K. Bercheloi, “Presenting the design algorithm, simulation and construction of three-frequency leaky wave antenna based on holographic method”, Applied Electromagnetism, vol. 9, issue 2, 2021, pp. 47-58, Doi: 20.1001.1.26455153.1400.9.2.6.5, (Persian).
[7]       D. Zarifi, A. Farahbakhsh, A. M. Soleimani, “Extraction of electromagnetic parameters of a homogeneous and isotropic metamaterial blade using state space method”, Applied Electromagnetism, vol. 2, issue 2, 2014, pp. 1-9, Doi: 20.1001.1.26455153.1393.2.2.1.1, (Persian).
[8]        J. Liu, Y. Li, and Y. Long.; “Substrate integrated waveguide Leaky-Wave antenna with H-Shaped slots”, IEEE Trans. Antenna Propag., vol. 60, no. 8, pp. 3962-3967, 2012.
[9]       J. Liu, D. R. Jackson, Y. Long.; “Substrate integrated waveguide (SIW) Leaky-Wave antenna with transver slots”, IEEE Trans. Antenna Propag., vol. 60, no. 1, pp. 20-29, 2012.
[10]        D. R. Jackson, C. Caloz, and T. Itoh, “Leaky-wave antennas,” Proc. IEEE, vol. 100, no. 7, pp. 2194–2206, Jul. 2012.
[11]       M. M. Sabhi  and A. A. heidari.; “A Compact CRLH Circularly Polarized Leaky-Wave Antenna Based on Substrate-Integrated Waveguide”, IEEE Trans. Antenna Propagation., vol. 66, no. 9, SEPTEMBER 2018.
[12]         S. Barzegrari, K. Forooraghi, and B. A. Arand.; “Circularly Polarized Backward, Broadside and Forward Beam scanning Cross_slot Load Periodic Planar Leaky_Wave Antenna”, IET Microwaves, Antenna & Propagation, 2020.
[13]        R. Agrawal, P. Belwal, and S. Gupta.; “Asymmetric Substrate Integrated Waveguide Leaky Wave Antenna with Open Stop Band Suppression and Radiation Efficiency Equalization through Broadside”, Radioengineering, vol. 27, no.2, pp. 409-416, June 2018. 
[14]        K. Karmokar and Y. J. Guo.; “Continuous Backward-to-Forward Beam-Scanning Conformal Leaky-Wave Antenna.”  IEEE Asia-Pacifice Conference on Antenna and Propagation, 2018.
[15]       M. Bozzi, A. Georgiadis, and K. Wu.; “Review of substrate-integrated waveguide circuits and antennas”, IET Microwaves. Antennas and Propagation. vol. 5, no. 8, pp. 909-920, 2011.
[16]        Z. Kordibororoujeni and J. Bornemann.; “Designing the Width of substrate integrated waveguide Structures”, IEEE Microwave and Wireless Component Letters., vol. 23, no. 10, pp. 518-520, 2013.
[17]        F. Nazarzadeh, M. H. Neshati, and M. S. Majedi.; “Leaky Wave Antenna Based On Quasi -TEM Mode of Substrate Integrated Waveguide.”  23rd Iranian Conf, Tehran, pp. 493-496, 2015.
[18]        A. J. Martinez-Ros and J. Gomez.; “Continuous Tapered Microstrip Leaky Wave Antennas.”  Communication and information Technologies Universidad poltecnica de Cartagena cartagene 2020.
[19]       E. Çelenk and N. T. Tokan, "Frequency Scanning Conformal Sensor Based on SIW Metamaterial Antenna," in IEEE Sensors Journal, vol. 21, no. 14, pp. 16015-16023, 15 July15, 2021.
[20]       A. J. Martinez-Ros, J. L. Gómez-Tornero, and G. Goussetis, "Conformal Tapered Substrate Integrated Waveguide Leaky-Wave Antenna," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 62, no. 12, pp. 5983-5991, Dec. 2014.
رادار
دوره 11، شماره 1
شماره پیاپی 29، فصلنامه بهار و تابستان
شهریور 1402

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 17 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری: 16 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش: 03 مرداد 1402
  • تاریخ انتشار: 01 شهریور 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار