رادار

رادار

طراحی و ساخت آنتن پهن‌باند با بهره بالا و قابلیت ردگیری مونوپالس در راستای سمت و الگوی تشعشعی مجذور کسکانت در راستای ارتفاع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر-تهران-ایران
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
آنتن‌های با الگوی تشعشعی مجذور کسکانت در رادارهای ناظر و جستجوگر، مورد استفاده قرار می‌گیرند‌. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این الگوی تشعشعی، ثابت ماندن توان دریافت شده توسط آنتن، از هدفی که در ارتفاع ثابت اما با فاصله متفاوت نسبت به رادار پرواز می‌کند، است. در این مقاله یک آنتن آرایه مونوپالس با الگوی تشعشعی بادبزنی مجذور کسکانت، پهنای باند بالا، سطح گلبرگ فرعی پایین و قطبش مایل برای جستجو و رهگیری اهداف با دقت بالا طراحی شده است. آنتن آرایه مونوپالس شامل 2×8 عنصر تشعشعی ریزنوار با تغذیه روزنه مجاورتی اصلاح شده است. برای کاهش تزویج میان عناصر تشعشعی از دیواره فلزی میان عناصر تشعشعی استفاده شده است. همچنین برای افزایش بهره در پشت عناصر تشعشعی صفحه زمین دومی قرار گرفته است. برای ترکیب الگوی تشعشعی مجذور کسکانت، دامنه و فاز هر عنصر با استفاده از الگوریتم ژنتیک با در نظر گرفتن اثر تزویج میان عناصر بدست آمده است. برای کاهش سطح گلبرگ فرعی از ضرایب دامنه نامتقارن استفاده شده است و برای داشتن الگوی تشعشعی مجذور کسکانت، تغییر دهنده فاز شیف‌من طراحی شده است. نکته مهم در طراحی تغییر دهنده‌های فاز استفاده از خط مرجع یکسان بوده است. در نهایت با استفاده از هیبرید 180 درجه مستطیلی برای بهبود رهگیری در جهت سمت، آنتن دارای الگوی تشعشعی مجموع و تفاضل در این راستا است. نتایج شبیه‌سازی و ساخت همخوانی مناسبی دارند. آنتن دارای پهنای باند 34درصدی (3.8-5.4 GHz)، بهره 13.05dBi، سطح گلبرگ فرعی 14dB، عمق صفر 24dB، پهنای پرتوی 26درجه است و الگوی تشعشعی از منحنی مجذور کسکانت پیروی می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design and Fabrication of a high-gain broadband antenna with monopulse tracking capability in the azimuth direction and a Cosecant-Squared radiation pattern in the direction of elevation

نویسندگان English

seyed mohammad javad razavi 1
Ali Hamidi 2
seyed mohammad hamidi 2
1 Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek Ashter University of Technology, Iran
2 Malek Ashtar University Of Tecnology
چکیده English

Antennas with a cosecant-squared radiation pattern are employed in surveillance and search radars. One of the most critical features of this radiation pattern is its ability to maintain a constant received power from a target flying at a fixed altitude but varying distances from the radar. In this paper, a monopulse array antenna with a cosecant-squared fan-beam radiation pattern, wide bandwidth, low sidelobe level, and slant polarization is designed for high-precision target search and tracking. The monopulse array antenna consists of 2×8 microstrip radiating elements with a modified proximity-coupled feed. To reduce mutual coupling between the radiating elements, metallic walls are placed between them. Additionally, a second ground plane is introduced behind the radiating elements to enhance gain. For synthesizing the cosecant-squared radiation pattern, the amplitude and phase of each element are optimized using a genetic algorithm, accounting for mutual coupling effects. Asymmetric amplitude coefficients are employed to reduce sidelobe levels, and a Schiffman phase shifter is designed to achieve the desired cosecant-squared radiation pattern. A key aspect of the phase shifter design is the use of a uniform reference line. Finally, a rectangular 180° hybrid coupler is utilized to improve azimuth tracking, enabling the antenna to exhibit a monopulse radiation pattern in this direction. Simulation and measurement results show good agreement. The antenna achieves a 34% fractional bandwidth (3.8–5.4 GHz), a gain of 13.05 dBi, a sidelobe level of 14 dB, a null depth of 24 dB, and a beamwidth of 26°. The radiation pattern closely follows the cosecant-squared curve.

کلیدواژه‌ها English

Monopulse Antenna
Cosecant-Squared Radiation Pattern
Wideband Antenna

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 21 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 22 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 30 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 16 مرداد 1403
  • تاریخ انتشار 21 مهر 1405