ارائه الگوریتم طراحی و شبیه‌سازی و ساخت آنتن موج نشتی سه فرکانسه مبتنی بر روش هولوگرافیک

هدف اصلی این مقاله، اصلاح رابطه روش هولوگرافیک و ارائه الگوریتم طراحی آنتن موج نشتی چند فرکانسه فشرده با بیم های تشعشعی مدادی در جهت پهلوآتش می باشد. در روند طراحی از سه نرم‌افزار hfss، matlab و cst استفاده شده است. برای نمونه، یک آنتن موج نشتی صفحه ای سه فرکانسه با بیم های تشعشعی مدادی پهلوآتش با بهره 17.9، 18.5و 19.2دسیبل و سطح گلبرگ جانبی صفحات e و h کمتر از db15 به ترتیب در فرکانس های 16،15و17گیگاهرتز طراحی شده است. سلول واحد تشکیل‌دهنده سطح امپدانسی هولوگرام به شکل شش ضلعی منتظم انتخاب شده است تا همسانگرد ترین رفتار ممکن را در برابر موج سطحی داشته باشد. اصلاح رابطه هولوگرافیک منجر به امکان بهره گیری از یک تغذیه موج سطحی با ساختار ساده برای داشتن تطبیق مناسب و همچنین قابلیت کنترل سطح گلبرگ جانبی در صفحات e و h آنتن در فرکانس های طراحی شده است. در نهایت با ساخت و تست آنتن پیشنهادی صحت و سقم روند طراحی پیشنهادی راستی آزمایی شده است. در اندازه گیری الگوی تشعشعی صفحات e و h فرکانس‌های مختلف در اتاق آنتن برای هر فرکانس، تغذیه متناظر با آن فرکانس تحریک و دو تغذیه دیگر تطبیق کامل در نظر گرفته شده اند. در نهایت، همخوانی خوبی بین نتایج شبیه سازی و اندازه گیری مشاهده شده است.

Presentation of an Algorithm for Design, Simulation and Construction of a Triple Frequency Leakywave Antenna Based on the Holographic Technique

The main purpose of this paper is to modify the holographic technique relationship (formula) and to present an algorithm for the design of multiple frequency compact leakywave antennas with broadside pencil beam radiation. In the design process, the following three software HFSS, MATLAB and CST, have been utilized. As a prototype, a triple frequency planar leakywave antenna is designed with the SLL less than 15 dB at E and H planes and broadside pencil radiation gain of 17.9, 18.5 and 19.2 dB at 15, 16 and 17 GHz, respectively. The unit cell forming the impedance surface of the hologram is selected as a regular hexagon to have the most isotropic behavior in response to the surface wave. Modification of the holographic relationship leads to the possibility of using a surface wave feed with a simple structure for proper matching as well as controlling the SLL on the E and H planes of the antenna radiation pattern at the designed frequencies. Eventually, by constructing and testing the proposed antenna, the accuracy of the proposed design process has been verified. In measuring the radiation pattern of the E and H planes of the different frequencies in the antenna room for each frequency, the launcher corresponding to that frequency receives the excitation and the other two launchers are perfectly matched. Finally, a good agreement is observed between the simulation and measurement results.