نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

2 عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی برق، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

چکیده

آنتن یک محموله HTS  باید توانایی ایجاد چندین پرتو تشعشعی را به صورت هم‌زمان داشته باشد تا با ایجاد پوشش سلولی برای ماهواره، امکان استفاده مجدد از فرکانس را فراهم آورد. آنتن آرایه فازی یک گزینه مناسب برای این کاربرد است. در مدار زمین‌آهنگ، زاویه دید ماهواره بسیار محدود است و تقسیم این زاویه دید محدود به تعداد زیادی پرتو باریک؛ طراحی آنتن آرایه فازی را با چالش‌های فراوانی روبه‌رو می‌کند. ابعاد بزرگ پنجره تشعشعی، تعداد بالای المان‌های تشعشعی و نیاز به تقسیم آرایه به زیر‌آرایه‌ها و ظهور گریتینگ لوب‌ها ، و تعامد پرتوهایی که فاصله زاویه‌ای بسیار اندکی با یکدیگر دارند، از جمله این چالش‌ها هستند. در این مقاله، یک آنتن آرایه‌ فازی چند‌پرتویی در باند Ka با شبکه شکل‌دهی پرتو مایکروویوی به نحوی سنتز و طراحی شده است که چالش‌های مذکور را مرتفع سازد. برای کاهش ابعاد پنجره تشعشعی از تکنیک تقسیم هر پرتو به تعدادی زیرپرتو، و برای حذف گریتینگ لوب‌ها از زیرآرایه‌های در میان هم فرورفته در دو بعد استفاده شده است. شبکه شکل‌دهی پرتو جدیدی در این مقاله طراحی شده است که قابلیت ایجاد چندین زیرپرتو تشعشعی هم‌زمان را به صورت متعامد برای زیر‌آرایه‌های در میان هم فرو رفته فراهم می‌آورد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

##R. Gaudenzi, P. Angeletti, D. Petrolati, etc. al., “Future technologies for very high throughput satellite systems”, International journal of satellite communications and networking. pp. 1-21, July, 2019##
##H. Fenech, S. Amos, A. Tomatis, V. Soumpholphakdy, "High throughput satellite systems: an analytical approach," IEEE transactions on aerospace and electronic systems, vol. 51, No. 1, Jan. 2015##
##M. Schneider, C. Hartwanger, H. Wolf, "Antennas for multiple spot beam satellites," CEAS space J. springer, 2011##  S. Rao, L. Shafai, S. Sharma, Handbook of reflector antennas and feed systems, applications of reflectors, Vol. III. Artech house, 2013##
##J. Lian, Y. Ban, Q. Yang, B. Fu, Z. Yu, and L. Sun, “Planar millimeter-wave 2-D beam-scanning multibeam array antenna fed by compact SIW beam-forming network,” IEEE transactions on microwave theory and techniques, pp. 1299-1310, vol. 66, issue 3, 2018##
##J. Lian, Y. Ban, H., YJ. Guo, “Uniplanar beam-forming network employing eight-port hybrid couplers and crossovers for 2-D multibeam array Antennas,” IEEE transactions on microwave theory and techniques, pp. 4706-4718, vol. 68, issue 11, 2020##
##O. Kilic, A. Zaghloul, “Antenna aperture size reduction using subbeam concept in multiple spot beam cellular satellite systems”, Radio science, 44, 2009## R. Mailloux, “Phased array theory and technology”, Proceedings IEEE, vol. 70, No. 3, 1982##
##R. Mailloux, “An overlapped Subarrays for limited scan applications”, IEEE transactions on antennas and propagation, may 1974##
##Petrolati, Angelett, “A lossless beam-forming network for linear arrays based on overlapped sub-arrays,” IEEE transactions on antennas and propagation, vol. 62, No. 4, 2014##
##A. Abbaspour_Tamijani, K. Sarabandi, “An Affordable Millimeter-Wave Beam-Steerable Antenna Using Interleaved Planar Subarrays,” IEEE transactions on antennas and propagation, vol. 51, No. 9, 2003##
##HT. Chou, “An effective design procedure of multibeam phased array antennas for the applications of multisatellite/coverage communications”, IEEE transactions on antennas and propagation, vol. 64, No. 10, 2016##
##JL. Butler, R. Lowe, “Beam Forming Matrix Simplifies Design of Electronically Scanned Antennas,” Electron Design, vol. 9, pp.170–173, 1961##
##CA. Balanis, Antenna Theory: Analysis Design, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2005## AK. Bhattacharyya, Phased array antennas, floquet analysis, synthesis, BFN, and active receive systems, Wiley interscience, 2006##
##JG. Proakis, Digital Communications, 4th ed. Boston, Mc Graw Hill, 2001##
##X H. Wu, AA. Kishk, Analysis and design of SIW using efficient 2D hybrid method, Morgan & Claypool publishers, 2010##
##B. Liu, W. Hang, “Half mode SIW (HMSIW) 3-dB coupler,” IEEE Microwave and wireless components letter, vol. 17, No. 1, pp. 22-24, 2007##
##T. Djerafi, K. Wu, “60 GHz substrate integrated waveguide crossover structure,” proceeding of the 39th European microwave conference, EuMA, 2009##
##T. Urbanec, J. Lacik, “Compact size substrate integrated wave guide phase shifter,” 26th  Conference radioelektronika, 2016.##