Σχεδίαση και ανάπτυξη phased array χοανοκεραιών για χρήση με σύστημα HPM
Design and development of a horn antenna phased array for use in HPM systems
Keywords
Χοανοειδείς κεραίες ; Στοιχειοκεραίες ; Phased array ; Pattern oscillation ; Φασική διάταξη ; Ισοδύναμο εύρος δέσμης ; Πλευρικοί λοβοί ; Ταλάντωση διαγράμματος ακτινοβολίαςAbstract
Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μία μέθοδος σχεδιασμού γραμμικών στοιχειοκεραιών αποτελούμενων από κεραίες χοάνης. Οι κεραίες χοάνης έχουν εκ φύσεως μεγάλη κατευθυντικότητα επομένως παράγουν ένα σχετικά στενό εύρος δέσμης. Το αποτέλεσμα είναι ότι όταν χρησιμοποιούνται ως στοιχεία σε μία στοιχειοκεραία, η συμβολή των γειτονικών διαγραμμάτων ακτινοβολίας είναι μικρή άρα και το εύρος σάρωσης του κύριου λοβού είναι περιορισμένο. Επιπλέον, λόγω φυσικών περιορισμών, οι αποστάσεις μεταξύ των στοιχείων χοάνης είναι πολλαπλάσιες του μήκους κύματος, γεγονός το οποίο συντελεί στην εμφάνιση ισχυρών πλευρικών λοβών. Για την αντιμετώπιση του μικρού εύρους σάρωσης προτάθηκε η χρήση της τεχνικής pattern oscillation. Η τεχνική αυτή μπορεί να εφαρμοστεί με την προϋπόθεση ότι στο διάγραμμα ακτινοβολίας της στοιχειοκεραίας εμφανίζονται αρκούντως ισχυροί πλευρικοί λοβοί, γεγονός το οποίο συμβαίνει στην περίπτωσή μας. Τροφοδοτώντας τις κεραίες με κατάλληλες διαφορές φάσης εμφανίζεται στροφή του διαγράμματος ακτινοβολίας η οποία δημιουργεί ένα ισοδύναμο εύρος δέσμης μεγαλύτερο από το εύρος σάρωσης κύριου λοβού, ενώ ταυτόχρονα η ισχύς ακτινοβολίας είναι ίση ή μεγαλύτερη από την ημίσεια ισχύ της αρχικής κεραίας. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε για στοιχειοκεραίες αποτελούμενες από Ν όμοιες κεραίες καθώς και από δύο ή τρεις διαφορετικές κεραίες. Αποδεικνύεται ότι η τεχνική pattern oscillation αποτελεί μία καλή λύση διότι δεν προκύπτει συμβιβασμός μεταξύ του μέγιστου ισοδύναμου εύρους δέσμης και της απαιτούμενης ισχύος.
Abstract
In this thesis, a method for the design of linear phased arrays consisting of horn antennas is proposed. Horn antennas are inherently highly directional and produce a relatively narrow beamwidth. This results in low neighboring pattern interference in the H-plane when used as linear array elements, thus reducing the main lobe scanning angle. Furthermore, physical restrictions dictate that the minimum distance between array elements be much larger than the operating wavelength. The implementation of a pattern oscillation scheme is proposed in order to overcome the main beam scanning width. Pattern oscillation can be successfully implemented provided that sufficiently powerful side lobes are present in the total radiation pattern of the array, which is true in our case. Phase shifted array elements feeding results in an oscillating radiation pattern thus creating a beamwidth that is larger than the main lobe scanning angle, while simultaneously maintaining a power level greater than or equal to that of the original antenna’s half power. The study takes into consideration linear arrays with N identical antennas as well as arrays consisting of two or three different antennas. It is demonstrated that the pattern oscillation technique is a viable solution that does not trade between maximum equivalent beamwidth and output power.
Number of pages
69Post-graduate Program
Διαδικτυωμένα Ηλεκτρονικά ΣυστήματαLanguage
GreekCollections
The following license files are associated with this item:
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα