محاسبه سريع انتگرالهای تشعشعی با روش FFT جهت کاربرد در تحليل آنتنهای بازتابنده شکل‌يافته
محورهای موضوعی :ذاكر حسين فيروزه 1 , ابوالقاسم زيدآبادي نژاد 2 , حميد ميرمحمد صادقي 3
1 - دانشگاه صنعتي اصفهان
2 - دانشگاه صنعتی اصفهان
3 - دانشگاه صنعتي اصفهان
کلید واژه: آنتنهاي بازتابنده, انتگرال‌هاي تشعشعي, FFT,
چکیده مقاله :
در اين مقاله، روشی سريع برای محاسبه پترن تشعشعی ميدان دور آنتنهای بازتابنده با تحريک دلخواه در محل تغذيه ارائه می‌گردد. آنتن بازتابنده با روش نور هندسی GO تحليل شده، سپس ميدانهای تشعشعی با روش ميدان دريچه AFM بدست آمده و انتگرالهای تشعشعی با تبديل فوريه دوبعدی FFT مبتنی بر مش‌بندی بهينه دريچه محاسبه می‌شوند. براساس روش ارائه شده، نرم‌افزاري مبتنی بر MATLAB طراحي و پياده‌سازي شده است که قابليت شبيه‌سازي آنتنهاي بازتابنده شكل‌يافته با ابعاد بزرگ نسبت به طول موج و تغذيه جابجا شده از کانون را دارد. به عنوان نمونه، دو آنتن مورد استفاده در صنايع نظامی از جمله آنتن رادار مراقبت هوايی و رادار تاكتيكي TPS-43 تحليل شده و با نتايج شبيه‌سازی حاصل از نرم‌افزار FEKO و اندازه‌گيری مقايسه شده است. اين روش در عين سادگی، سرعت و دقت مناسبی در تحليل آنتنهاي بازتابنده شکل‌يافته دارد. لذا نرم‌افزار حاصل در طراحی آنتنهای بازتابنده با تغذيه جابجا شده، می‌تواند يک ابزار مناسب جهت تعيين اوليه کارآيی آنتن و مشخصات تشعشعی موردنياز باشد و در صورت حصول پارامترهای طراحی موردنظر، شبيه‌سازی دقيق‌تر با نرم‌افزارهايی نظير FEKO يا NEC انجام شود و بدين صورت زمان موردنياز در روند طراحی کمتر شود.
A rapid calculation method of the far-field radiation patterns of a shaped reflector antenna illuminated by a feed in an arbitrary location is reported. In this method, the equations of geometrical optics (GO) are used to calculate the reflected electric field using the radiation patterns of the feed and the parameters defining the reflector surface. These fields comprise the aperture field distribution which is integrated over the aperture plane by Fast Fourier Transform (FFT) algorithm based on low-size meshing of the aperture to yield the far-field radiation patterns and to calculate other antenna parameters. Shaped Reflector Antenna Design and Analysis Software (SRADAS) based on this numerical method can analyze and simulate all shaped reflector antennas with large dimensions in regard to the wavelength. SRADAS has been implemented and used in Information and Communication Technology Institute (ICTI) to analyze and simulate different practical parabolic and shaped reflector antennas. In order to confirm the integrity of the proposed calculation method, two practical antennas are analyzed using this software. The results are in good agreement with the results obtained by commercial software (Method of Moment) and measurement. Large shaped reflector antennas can be simulated by SRADAS fast and accurately.