طراحی و ساخت یک مبدل مد COBRA اصلاح‌شده با ساختار لنز پیوسته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

بسیاری از منابع توان بالای مایکرویو در خروجی موجبر دایروی خود مود TM01 تولید می‌کنند که بدلیل پرتو دونات شکل، برای تابش مناسب نیستند. برای حل این مشکل از مبدل مد COBRAاستفاده می‌شود که مود TM01 را به مود TE11 تبدیل می‌کند. شکل مرسوم این مبدل بسته به نوع قطبش مورد نیاز از 1 تا 4 پله‌ گسسته در ساختار لنز خود استفاده می‌کند. حداقل تعداد این پله‌ها برای ایجاد قطبش دایروی، 3 است. در این مقاله یک ساختار لنز پیوسته که در حالت حدی معادل بینهایت پله است و با استفاده از فن‌آوری CNC تحقق می‌یابد، بعنوان مبدل COBRA اصلاح شده پیشنهاد شده است. از یک عدسی محدب نیز برای افزایش گین به میزان 1dB استفاده شده است. سطح گلبرگ فرعی در این ساختار در مقایسه با ساختار های متداول COBRA با قطبش دایروی که شامل 3 یا چهار پله هستند، بهبود قابل ملاحظه‌ای یافته است. همچنین پهنای امپدانسی این آنتن بیش از 5.5GHz و پهنای باند نسبت محوری بیش از 4GHz می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی و ساخت شباهت زیادی با هم دارند.

کلیدواژه‌ها


[1]     L. G. Shen and Z. J. Juan, “Converters for the TE11 Mode Generation from TM01 Vircator at 4GHz,” Chinese Physical Society, Vol. 18, No. 9, pp. 1285-1287, 2001##
[2]     S. Yang and H. Li, “Optimization of Novel High-Power Millimeter-Wave TM01–TE11 Mode Converters,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 45, no. 4, pp. 552-554, 1997.##
[3]     B. M. Lee, W. S. Lee, Y. J. Yoon, and J. H. So, “X-band TM01-TE11 mode converter with short length for high power,” Electronics Letters, vol. 40, no. 18, 2004.##
[4]     G. S. Ling and J. J. Zhou, “Design of Mode Converters for Generating the TE11 Mode from TM01 Vircator at 4GHz,” International Journal of Electronics, vol. 89, no. 12, pp.   925–930, 2002.##
[5]     C. W. Yuan, Q. X. Liu, H. H. Zhong, and B. L. Qian, “A novel TEM—TE11 mode converter,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 15, no. 8, pp. 513-515, 2005.##
[6]     A. Chittora, J. Mukherjee, S. Singh, and A. Sharma “Dielectric loaded TM01 to TE11 mode converter for S-band applications,” IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 22, no. 4, pp. 2057-2063, 2015.##
[7]     C. C. Courtney, T. M. Veety, J. Tate, and D. E. Voss, “Design and measurement of COBRA lens antenna prototypes for HPM effects testing applications,” Sensor and Simulation Notes, Note 492, pp. 2-18, 2004.##
[8]     C. C. Courtney, D. E. Voss, and M. Thomas, “Design and numerical simulation of the response of a coaxial          beam-rotating antenna lens,” Sensor and Simulation Notes, Note 449, pp. 2-16, 2000.##
[9]     C. C. Courtney, “Design and numerical simulation of coaxial beam-rotating antenna lens,” Electronics Letters, vol. 38, no. 11, 2002.##
[10]  S. H. Lee, J. Ahn, Y. J. Yoon, and W. S. Lee, “Design and numerical simulation of miniaturised COBRA lens horn,” Electronics Letters, vol. 43, no. 22, 2007.##
[11]  J. Ahn, S. H. Lee, Y. J. Yoon, and W. S. Lee,                          “Miniaturization Technique of COBRA lens Horn Using a Modified Lens with Curved Surfaces,” IEEE, 2007.##
[12]  S. H. Min, H. C. Jung, G. S. Park, J. Ahn, S. H. Lee, Y. J. Yoon, J. Kim, J. H. Choi, and J. So, “Mode conversion of high-power electromagnetic microwave using coaxial-beam rotating antenna in relativistic backward-wave oscillator,” IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 38, no. 6, pp. 1391-1395, 2010.##
[13]  S. H. Lee, J. Ahn, Y. J. Yoon, and J. H. So, “Study on COBRA Lens Horn for Miniaturization and Improvement of Pattern,” Proceedings of Asia-Pacific Microwave Conference, 2006.##
[14]  H. C. Jung, S. H. Min, G. S. Park, J. An, S. H. Lee, Y. J. Yoon, J. Y. Kim, J. H. Choi, J. H. So, and M. Petelin, “Transmission of gigawatt-level microwave using a       beam-rotating mode converter in a relativistic backward wave oscillator,” Physics Letters, 2010.##
[15]  H. M. El Misilmani, M. Al-Husseini, and K. Y. Kabalan, “Improved Vlasov Antenna with Curved Cuts and Optimized Reflector Position and Shape,” International Journal of Antennas and Propagation, pp 1-12, 2015.##
[16]  H. M. El Misilmani, M. Al-Husseini, K. Y. Kabalan, and A. El-Hajj, “Optimized Reflector Position for Vlasov Antennas,” Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, pp. 139-143, 2013.##
[17]  S. J. Hosseini, R. A. Sadeghzadeh, and H. Aliakbarian, “A TEM-TE11 Mode-Transducing Sectoral Antenna by Using Dual Dielectric Window,” International Journal of Electronics Letters, pp. 1-10, 2017.##
[18]  S. J. Seyedhoseini, R. A. Sadeghzadeh, and H. Aliakbarian, “An Improved TEM-TE11 Mode-Transducing Sectoral Antenna Using Dual Dielectric Window,” Journal of Applied Electromagnetics, vol. 4, no. 2, pp. 44-50, 2016 (In persian).##
[19]  T. A. Milligan, “Modern Antenna Design,” Hoboken, John Wiley & Sons, second edition, 2005.##
[20]  A. Chittora, S. Singh, A. Sharma, and J. Mukherjee, “Design of Wideband Coaxial-TEM to Circular Waveguide TM01 Mode Transducer” 10th European Conference on Antennas and Propagation, 2016.##