که در عبارت فوق، پهناب باند امپدانسی برای ۲ میباشد. با توجه به اینکه برای آنتنهای بدون المان پارازیتیک، پهنای باند امپدانسی بریا سه باند اول به ترتیب ۸/۰% و ۳۷/۰% و ۳۶/۰% میباشد. لذا مقادیر پارامترهای شایستگی برای هر باند به ترتیب برابر با ۲۰ ,۴/۵ , ۱۱، که بیانگر افزایش پهنای باند آنتن سه بانده مرکب در حضور المانهای پارازیتیک میباشد.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
شکل ۲-۴۳ : تفات بازگشتی آنتن سه بانده مرکب [۶]
شکل ۲-۴۵ : ایزولاسیون بین باندهای، آنتن سه بانده مرکب [۶]
بنابر نتایج بدست آمده در شکل (۲-۴۵)، ایزولاسیون بین باندهای مختلف در این ساختار مناسب میباشد در انتهای این بخش پترن سه بعدی ساختار این انتن سه بانده را در شکل (۲-۴۶) نشان میدهیم. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری سمت گرایی و راندمان این آنتن نیز در جدول (۲-۲) نشان داده شده است. با توجه به پترن به دست آمده برای این آنتن، به راحتی قابل مشاهده است که پترن آنتن برای هر سه باند، به صورت بردساید میباشد. این ویژگی باعث می شود که بتوان از این آنتنها در آرایههای مایکرواستریپی، برای کاربردهای مخابرات سیار استفاده کرد.
شکل ۲-۴۶ : پترن تشعشعی برای آنتن سه بانده مرکب [۶]
جدول ۲-۲: سمت گرایی و راندمان برای آنتن سه بانده مرکب [۶]
D[Db] | ۶٫۶ | ۷٫۴ | ۷٫۹ |
۷۴ | ۷۸ | ۸۳ |
۲-۹- آنتنهای سرپینسکی بهبودیافته دایروی
در این بخش ضمن معرفی نمونه ای از آنتنهای تک قطبی که از ساختارهای سرپینسکی بهبودیافته دایروی استفاده می کنند. با طیف فرکانسی تولیدی این آنتنها آشنا میشویم. همانطور که مشاهده خواهید کرد در این آنتنها نیز طیف فرکانسی دارای خاصیت متناوب لگاریتمی میباشد.
در ادامه با یک نمونه از انتنهای فرکتالی سرپینسکی بهبودیافته دایروی در تکرار چهارم آشنا خواهیم شد. ساختار کلی این آنتن در شکل (۲-۴۷) نشان داده شده است. الگوریتم نحوه تولید این ساختار در مراجع [۲۳] و [۲۴] بیان شده است. در این الگوریتم از رابطه زیر به منظور تولید دوایر در تکرار ام استفاده می شود.
که در این رابطه داریم:
در روابط قبلی پارامترهای شعاع دوایر در هر تکرار میباشند. شکل (۲-۴۷) مقادیر به دست آمده برای این پارامترها را توسط الگوریتم (۲-۲) نشان میدهد.
شکل ۲-۴۷ : آنتن فرکتالی سرپینسکی بهبودیافته دایروی، در تکرار چهارم [۷]
آنتن معرفی شده در شکل (۲-۴۷) دارای ابعاد ( ۹/۸۸ ۶/۱۰۲) میباشد. در این ساختار صفحه زمین دارای ابعادی برابر با ( ۲۰۰ ۲۰۰) میباشد نوع زیر لایه در این ساختار میباشد که دارای ضریب دیالکتریک ۴/۴ و ضخامت ۶/۱ است. نتایج شبیهسازی با بهره گرفتن از نرمافزار به دست آمده است.
طیف فرکانسی اندازه گیری شده برای این ساختار در چهار تکرار اول در شکل (۲-۴۸) نشان داده شده است. همانطور که در این شکا مشاهده میکنید با افزایش درجه تکرار، تعداد فرکانسهای رزنانس برای این آنتن افزایش مییابد. رابطه بین فرکانسهای رزنانس را میتوان به صورت زیر تقریب زد:
که در این فرمول ، فرکانس رزنانس ام، سرعت نور در فضای آزاد و ارتفاع آنتن سرپینسکی تک قطبی میباشد. وجود فاکتور معرف رفتار متناوبی لگاریتمی، در فرکانسهای رزنانس این ساختار میباشد. شکل (۲-۴۹) نیز پترن تشعشعی این آنتن را در دو صفحه و نشان میدهد. همانطور که در این شکل مشاهده میکنید، با افزایش فرکانس، تعداد گلبرگهای فرعی در پترن تشعشعی بیشتر می شود.
شکل ۲-۴۸ : طیف فرکانسی اندازه گیری شده برای چهار تکرار اول آنتن سرپینسکی بهبودیافته دایروی [۷]
شکل ۲-۴۹ : پترن تشعشعی آنتن سرپینسکی بهبودیافته دایروی: ۸۷/۲(a) و ۸۷/۵(b) و ۵۵/۷© [7]
۲-۱۰- آنتن فرکتالی آثولوئی[۲۴]
در این بخش با یکی دیگر از ساختارهای فرکتالی بهبودیافته آشنا میشویم که از لحاظ ساختاری دارای شباهتهای زیادی با ساختار آنتن سرپینسکی بهبودیافته دایروی میباشد. تفاوت اصلی آنتن آپولوئی با آنتن معرفی شده در بخش قبل، در این است که آنتن معرفی شده در بخش قبل بر روی صفحه اصلی از نوع سرپینسکی طراحی شده بود در حالی که آنتن آپولوئی بر روی صفحهای طراحی می شود که از برخورد سه دایره با شعاع ۱ بدست می آید. شکل (۲-۵۰) ساختار کلی این آنتن در تکرار چهارم نشان میدهد.
شکل ۲-۵۰ : آنتن فرکتالی آپولوئی در تکرار چهارم [۸]
دوایر داخلی در ساختار آپولوئی با بهره گرفتن از الگوریتم توصیف شده در بخش قبل به دست می آید، که نتایج آن برای تکرار چهارم در شکل (۲-۵۰) نشان داده شده است. طیف فرکانسی این آنتن در چهار تکرار اول در شکل (۲-۵۱) نشان داده شده است. نتایج تجربی، رابطه تقریبی زیر را برای محاسبه فرکانسهای رزنانس آنتن آپولوئی ارائه می دهند:
که در این رابطه تقریباً برابر با ۱۱/۲ میباشد. این رابطه برای مقادیر کوچک فرکانس به رابطه زیر تقریب زده می شود:
شکل ۲-۵۱ : طیف فرکانسی آنتن آپولوئی در چهار تکرار اول [۸]
به دلیل اینکه مقدار به عدد نپر (۷۱۸/۲) نزدیک میباشد، لذا تغییرات فرکانس برای این ساختار نیز تقریباً به صورت متناوب لگاریتمی میباشد. شکل (۲-۵۲) پترن تشعشعی را برای آنتن آپولوئی در تکرار چهارم برای فرکانسهای رزنانس ۸/۱ و ۴/۲ و ۲/۸ نشان میدهد. همانطور که در این شکل ملاحظه می کنید رفتار این آنتن از نظر پترن تشعشعی بسیار شبیه به آنتن سرپینسکی ساده میباشد. در انتها به عنوان نتیجه گیری، ساختارهای آپولوئی در مقایسه با آنتنهای سرپینسکی ساده دارای طیف فرکانسی بهتری از لحاظ میزان تلفات بازگشتی میباشند. عیب اصلی این ساختارها عدم بردساید بودن پترن آنتن، در تمامی باندهای فرکانسی میباشد.
شکل ۲-۵۲ : پترن تشعشعی آنتن اپولوئی برای دو صفحه، (a) و YZ (b) [8]
۲-۱۱- آنتن فرکتالی سرپینسکی کوتاه شده[۲۵]
در این بخش به بررسی نوعی دیگر از ساختارهای فرکتالی سرپینسکی میپردازیم، که در آنها از نیمی از ساختار فرکتالی سرپینسکی، به صورت تا شده بر روی صفحه زمین، به همراه یک سری اتصالات کوتاه[۲۶] بین پچ و زمین، استفاده می شود. این ساختارها از نظر موقعیتشان نسبت به زمین، همانند آنتنهای L شکل وارونه[۲۷] میباشند. در این آنتنها میتوان با بهره گرفتن از اتصال کوتاه لبههای آنتن به خاصیت تناوبی لگاریتمی در فرکانسهای رزنانس دست پیدا کرد، که در بخشهای بعدی مورد بررسی قرار میگیرد. در این بخش هدف بررسی تأثیر اتصال کوتاهها بر روی طیف فرکانسی آنتن میباشد. مشاهده خواهید کرد که استفاده از اتصالات کوتاه در این آنتنها باعث افزایش پهنای باند نیز میگردد. در ادامه انواع آنتنهای اتصال کوتاه شده را به طور مجزا مورد بررسی قرار میدهیم.
۲-۱۱-۱- آنتن فرکتالی سرپینسکی کوتاه شده عمودی
[چهارشنبه 1400-09-24] [ 12:32:00 ق.ظ ]
|