شبیه سازی و بهینه سازی آنتن پلاسمای مارپیچ
Abstract
جایگزین کردن فلز با ماده ای که قابلیت تشعشع امواج الکترومغناطیسی داشته و بتواند با امواج، رفتاری مشابه فلز از خود نشان دهد، یکی از موضوعاتی است که امروزه توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. پلاسما از جمله موادی است که برای این منظور خواص خوبی داشته و به جایگزین مناسبی برای فلز، به خصوص در بحث آنتن ها، تبدیل شده است. جدید بودن ساختار آنتن های پلاسمایی و مزایایی از قبیل انعطاف پذیری بالا در کنترل خواص تشعشعی، سبک بودن، قابلیت کوپل شدن در محدود ی فرکانسی وسیع و توانایی پنهان شدن از دید رادار، موجب شده است که این ساختار موضوع مناسبی برای تحقیقات در زمینه ی آنتن باشد. در این تحقیق آنتن مارپیچ پلاسمایی به عنوان جایگزینی برای آنتن مارپیچ فلزی، بوسیله نرم افزار ansoft hfss شبیه سازی شده است. هدف اصلی این پروژه بررسی نحوه تغییر خواص تشعشعی آنتن با تغییر پارامترهای محیط پلاسما می باشد. چگالی الکترون و فرکانس برخورد، دو پارامتر اصلی پلاسما هستند که بر تشعشع آنتن پلاسمایی تأثیرات قابل توجهی دارند. در تحقیق پیش رو، اثر تغییر این دو مولفه بر مشخصه هایی از آنتن مانند vswr، بهره، نسبت محوری و الگوی تشعشعی بررسی گردیده است. نتایج همه شبیه سازی های انجام شده برای آنتن پلاسمایی، با نوع فلزی نیز مقایسه شده و نتایج به گونه ای ارائه گردیده اند که یک طرح کلی از نحوه تأثیر پارامترهای پلاسما بر رفتار آنتن به دست دهند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در فرکانس برخورد ثابت، افزایش چگالی الکترون موجب افزایش بهره ی بیشینه، جابه جایی فرکانسی نمودار بهره و نسبت محوری به فرکانس های بالاتر، افزایش پهنای باند بهره و نزدیک شدن الگوی تشعشعی آنتن پلاسمایی به نوع فلزی می گردد. از طرفی در یک چگالی الکترونی ثابت، افزایش فرکانس برخورد نتایج معکوسی خواهد داشت.