طراحی و ساخت یک آنتن آرایه ای بازتابنده دو قطبشی برای کاربردهای ماهواره ای

نوع مقاله: مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 گروه فناوری ماهواره، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 گروه فناوری ماهواره، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقاله طراحی ساختار آنتن آرایه‌ی بازتابنده‌ای با یک زیر لایه و استفاده از فاصله هوایی در باند فرکانسی Ku و فرکانسی که به دریافت و ارسال سیگنال مخابراتی مدار زمین آهنگ اختصاص یافته مطرح شده‌است. طراحی آنتن براساس سلول واحد معرفی شده به صورت آرایه 21×21(هر سلول mm14×mm14λ)5/0)) در نظر گرفته شده‌است. این آنتن دو پرتو در دو جهت دلخواه مختلف با دو قطبش‌ خطی متعامد در یک فرکانس به دست می‌دهد. در سلول واحد ارائه شده، اضلاع افقی و عمودی سلول در ایجاد پرتو اصلی در دو جهت مستقل و قطبش‌های متعامد موثر هستند. به منظور تایید طراحی ارائه شده، یک نمونه آنتن با قابلیت ایجاد دو پرتو در راستای (°0ϕ= و °30ɵ=) با قطبش افقی و راستای (°90ϕ= و °30ɵ=) با قطبش عمودی طراحی و ساخته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of a dual-polar reflector array antenna for satellite applications

نویسندگان [English]

  • Alireza HeshmatiMoez 1
  • سیدحسن صدیقی 1
  • Mohamad Soleimani 2
  • Mohamad Khalaj AmirHoseini 3
1 Iran University of Science and Technology
2 Iran University of Science and Technology
3 Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

This paper presents a new unit to design dual linearly polarized reflectarray antenna at ku for satellite telecommunication. Two orthogonal sets of parallel dipoles are used for each polarization to achieve more degree of freedom in the design and wider phase variation in the unit cells, consequently. A 0.3m Reflectarray Antenna with two distinct beams is fabricated and measured in an anechoic chamber. The measurements have been carried out for both polarizations (X and Y ) in the azimuth and elevation planes. This antenna has x-polarized beam at (θ0=30º, ϕ0=90º) with 23.7 dBi gain and y-polarized beam at (θ0=30º, ϕ0=0º) with 24.2 dBi gain at Ku-band. The proposed design has one layer and simple structure compared to the references as well as dual band and dual polarization capabilities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reflectarray antenna
  • Orthogonal linear polarization
  • Frequency reuse
  • Satellite antennas
[1]     Huang, J. and Antonio Encinar, J., Reflectarray antennas. 13rd Ed., Vol. 30. John Wiley & Sons, 2007.‏
[2]     Huang, J., “Bandwidth study of microstrip reflectarray and a novel phased reflectarray concept.” In: IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 1995 Digest. IEEE, 1995. p. 582-585.‏‏
[3]     Florencio, R. and et al. “Reflectarray antennas for dual polarization and broadband telecom satellite applications,” IEEE Transactions on antennas and propagation, Vol. 63, No. 4, 2015, pp.1234-1246.‏
[4]      Guo, L., Tan, P. Kh. and Chio, T.H., "Single-layered broadband dual-band reflectarray with linear orthogonal polarizations." IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 64. No. 9, 2016, pp. 4064-4068.‏
[5]     Encinar, J. A. “Design of two-layer printed reflectarrays using patches of variable size,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 49, No. 10, 2001, pp. 1403-1410.‏
[6]      Florencio, R., Encinar, J., R. Boix, R. and Perez-Palomino, G., “Dual-polarisation  reflectarray made of cells with two orthogonal sets of parallel dipoles for bandwidth and cross-polarisation improvement.” IET Microwaves, Antennas & Propagation, Vol. 8, No. 15, 2014, pp. 1389-1397.
[7]     Carrasco, E., Barba, M., and A. Encinar. J., “Reflectarray element based on aperture-coupled patches with slots and lines of variable length.” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 55, No. 3, 2007, pp. 820-825.‏
[8]     Fei, X., Wang, H. and Yi, M., “Design of X/Ku dual-band dual-linear polarization reflectarray using double parallel dipole elements,” Progress in Electromagnetics Research, Vol. 66, 2016, pp. 11-20.‏
[9]     Chang, D.Ch. and Huang, M. Ch., “Multiple-polarization microstrip reflectarray antenna with high efficiency and low cross-polarization.” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 43, No. 8, 1995, pp. 829-834.‏
[10]   Gonzalez, D., Gerald, G., Pollon, E. and F. Walker, J., "Microwave phasing structures for electromagnetically emulating reflective surfaces and focusing elements of selected geometry." U.S. Patent No. 4,905,014. 27 Feb. 1990.‏
[11]  Targonski, S. D. and Pozar, D. M., “Analysis and design of a microstrip reflectarray using patches of variable size,” In: Proceedings of IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium and URSI National Radio Science Meeting. IEEE, 1994, pp. 1820-1823.‏