بهینه سازی آنتن کاسگرینی که آنتن تغذیه در پشت منعکس کننده اصلی واقع باشد و بررسی تاثیر ضریب خمش آنتن تغذیه بر روی ویژگیهای آن

در این مقاله روشی برای طراحی بهینه ابعاد آنتن کاسگرین و آنتن تغذیه آن ارائه شده است بنحوی که راندمان انسداد بهینه سازی شود. حالتی بررسی شده است که آنتن تغذیه در پشت منعکس کننده اصلی قرارگرفته باشد و از آنتن شیپوری شیار داد مخروطی به‌عنوان آنتن تغذیه استفاده‌شده باشد. یک معادله ریاضی برای محاسبه زاویه بهینه روشن شدن منعکس‌کننده جانبی توسط آنتن تغذیه به دست آمده است، سپس این معادله به‌صورت یک تابع خطا بازنویسی شده و برای بهینه سازی آن از توابع موجود در نرم افزار matlab استفاده‌شده است. پس از حل این معادله بقیه ابعاد آنتن با توجه به روابط موجود محاسبه شده و یک مثال طراحی در فرکانس 20 ghz در باند k برای روشن شدن مطلب ارائه شده و با نرم افزار feko نیز شبیه سازی شده است تا نتایج آن تایید شود. در این مثال ضریب خمش آنتن شیپوری مخروطی به‌صورت اختیاری برابر با 0.32 فرض شده و ابعاد بهینه آنتن محاسبه شده اند. سپس این مثال طراحی به ازای ضرایب خمش متفاوت حل شده و پارامترهای مختلف آنتن ازجمله قطر منعکس‌کننده جانبی، ضریب بزرگنمایی آنتن و شعاع خمش آنتن تغذیه به‌صورت بهینه به دست آمده و برحسب ضریب خمش رسم شده اند.

Optimized Cassegrain Antenna with its Feed Placed Behind the Main Reflector and investigating the Effects of the Feed Slant Ratio on its Characteristics

In this paper, a method is presented to design the Cassegrain antenna dimensions and feed antenna in order to optimize antenna blockage efficiency. The special case in which the feed antenna is placed behind the main reflector is investigated and conical corrugated horn antenna is used as the feed antenna. A mathematical equation is extracted to obtain optimum value of the angle of incident waves from the feed antenna to subreflector edge. This equation is then rewritten as an error function and optimization Toolbox of MATLAB software is used to minimize this error function. After solving this equation, by using the governing relations, the other physical parameters of the antenna can be extracted and a design example is presented to further illustration of the problem in 20 GHz at Kband. In this example, slant factor of the horn is assumed arbitrarily equal to 0.32 and optimum dimensions of antenna are calculated. In continue, this design example is solved for different slant factor values and the effects on various parameters of antenna such as subreflector diameter, antenna magnification factor and horn slant radious are investigated.