طراحي و شبيه‌سازي شبكه تغذيه‌ آرايه آنتني باند Ku با استفاده از فناوري نوين موج بر فاصله هوايي

Design and Simulation of a Ku-Band Array Antenna Feed Network Based on Novel Ridge-Gap Waveguide Technology

آنتن­ هاي آرايه ­اي كاربردهاي بسيار زيادي در سامانه ­هاي تجاري و نظامي دارند. از جمله در رادار، سامانه­ هاي مراقبتي، جنگ الكترونيك، جهت ­ياب­ ها و ... كاربرد دارند. شبكه تغذيه آنتن ­هاي آرايه ­اي يكي از قسمت­هاي مهم آرايه­ ها است. در اين مقاله يك شبكه تغذيه 1:8 با استفاده از فناوري جديد موج­بر فاصله هوايي (RGW) در باند Ku طراحي و شبيه­ سازي شده است كه قابل ‌تعميم به شبكه تغذيه 1:N دلخواه است. فناوري RGW داراي مزاياي زيادي ازجمله تلفات كم، پهناي باند زياد، حساسيت كم به خطاي ساخت، قابل ‌استفاده در فركانس‌هاي بالا مانند موج ميلي­ متري، قابليت اتصال آسان به ادوات فعال و . . . است. شبكه تغذيه شبيه‌سازي‌شده داراي افت بازگشتي بهتر از dB 15- در پهناي باند فركانسي GHz 18-15 است. همچنين تلف عبوري از دهانه ورودي به هركدام از دهانه­ هاي خروجي حدود dB 9- است كه مورد انتظار بود. همچنين تغيير اختلاف‌فاز از دهانه ورودي به هركدام از دهانه­ هاي خروجي كم­تر از يك درجه است.

Array antennas have many applications in civil and military systems such as: radar, surveillance systems, direction finders, electronic warfare (EW), etc. Feed network is one of the main parts of array antennas. In this paper a 1:8 corporate feed network based on the new waveguide technology referred to as ridge gap waveguide (RGW) at Ku band is designed and simulated which can be extended to any arbitrary 1:N feed network. The main advantages of RGW technology are: low loss, broad bandwidth, low sensitivity to manufacturing errors, usability at high frequencies like millimeter waves, easy integration of active components, etc. Return loss of the simulated feed network is better than -15 dB at 15-18 GHz frequency band. Furthermore, the insertion loss from the input to each output is almost -9dB which is as expected, and also the change of phase difference from input to each output is less than 1 degree.