در این رساله به بررسی جامع آنتن های آرایه انعکاسی به عنوان جایگزینی مطرح برای آنتنهای رفلکتوری پرداخته و معایب و مزایای این آنتنها مورد بررسی قرار می گیرد. آنتنهای آرایه انعکاسی، باوجود داشتن مزیتهایی مثل سادگی ساخت و طراحی ساده، دارای پهنای باند پایین و کارایی کمتری نسبت به آنتنهای رفلکتوری هستند. لذا هدف از انجام این رساله افزایش پهنای باند و کارایی این آنتن ها می باشد. برای دستیابی به هدف تعریف شده در گام اول مطالعه کاملی روی انواع روشهای افزایش کارایی و پهنای باند آنتنهای آرایه انعکاسی انجام شده است. پس از آن بررسی تحلیلی کاملی روی پهنای باند آنتن های آرایه انعکاسی با تغذیه غیر مرکز انجام شده و اثر افزایش نسبت f/d و یا زاویه قرار گیری تغذیه روی پهنای باند قابل دسترس آنتن مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمتی دیگر، کاربرد الگوریتم های بهینه سازمختلف به خصوص الگوریتمpso در طراحی آنتن آرایه انعکاسی مورد بحث قرار گرفته و با استفاده از این الگوریتم یک آنتن پهن باند در باند l طراحی شده است. پس از اطمینان به صحت کد تدوین شده pso و همچنین برتری pso نسبت به الگوریتم ژنتیک، یک آنتن آرایه انعکاسی دولایه در باند x با استفاده از این الگوریتم طراحی شده است. نهایتاً و در گام آخر کاربرد الگوریتم pso در طراحی آنتن، یک آنتن پچ بارگذاری با شکاف با استفاده از چندین ایده ترکیبی بهینه شده و یک سلول پهن باند در فرکانس 10 گیگاهرتز معرفی شده است. همچنین در این رساله یک سلول پچ با شکاف u شکل با پهنای باند 1 گیگاهرتز در فرکانس مرکزی 10 گیگاهرتز طراحی شده و با استفاده از آن یک آنتن آرایه انعکاسی با بهره ای حدود db25طراحی می شود. این آنتن تک لایه بوده و به راحتی قابل ساخت می باشد پهنای باند آنتن طراحی شده حدود 10% می باشد. در گام بعدی سلول های فرکتال به عنوان گزینه ای برای کاهش سطح المان آنتن معرفی شده و با استفاده از آن، یک سلول فرکتال دولایه طراحی و مزایای آن نسبت به پچ دولایه بررسی شده است. به منظور بررسی کاربرد سلولهای فرکتال در طراحی آنتن آرایه انعکاسی، یک سلول در باند x و یک سلول در باند ku با استفاده از روش شبیه ساز موجبری طراحی و ساخته شده است. همچنین با استفاده از ساختار فرکتال یک سلول حلقه ای شکل بهینه فرکتالی در باند 5/13 گیگاهرتز ارائه شده و با استفاده از آن یک آنتن آرایه انعکاسی پهن باند با بهره db25 دراین باند طراحی و ساخته شده است. کارایی آنتن ساخته شده 50% می باشد. در گام آخر با استفاده از چهار ایده مختلف یک آنتن آرایه انعکاسی پهن باند با کارایی 66% در باند 11-5/9 گیگاهرتز طراحی و ساخته شده است.

استفاده از رادار روزنه مصنوعی (sar)، یکی از مرسوم ترین روشها برای تصویربرداری دقیق از سطح زمین است. مانند هر رادار دیگری، در sar نیز، آنتن آن وظیفه ی ارسال و دریافت سیگنال را به عهده دارد، که مشخصات لازم برای این آنتن، باید از پارامترهای مربوط به تصویربرداری sar استخراج شود. در این پایان نامه هدف طراحی و شبیه سازی آنتن راداری روزنه مصنوعی است که در باند فرکانسی ku دارای پهنای باندی بیش از 10% بوده و مشخصات سیستمی آن از نظر تصویربرداری مفروض است. لذا ابتدا از روی پارامترهای رادار، مشخصات مطلوب برای آنتن را بطور تقریبی، استخراج می کنیم. به منظور برآوردن نیازهایی چون وزن وحجم کم و نیز بهره بالا، آنتن آرایه میکرواستریپ پیشنهاد می گردد؛ سپس برای برطرف نمودن عیب عمومی میکرواستریپ ها در داشتن پهنای باند باریک، از روش تغذیه تزویج مجاورتی بهمراه شکاف u شکل در آنتن استفاده کرده و در یک ساختار مناسب دولایه، به پهنای باند مطلوب دست می یابیم و نیز پارامترهای اصلی در طراحی چنین آنتنی را استخراج می کنیم. در ادامه، آرایه های دو و چهارتایی با توزیع دامنه یکنواخت نیز طراحی شده و همگی به خطوط 50 اهم تطبیق داده می شوند و نتایج شبیه سازی برای نمونه ی تکی از المان آنتن موردنظر و آرایه های دو و چهارتایی، ارائه و با نتایج ساخت و اندازه گیری مقایسه می گردند. همچنین برای طراحی آرایه ی بزرگ موردنظر، به منظور دستیابی به sll کم در پترن آنتن، توزیع دامنه جریان غیریکنواخت تیلور برای تحریک المان های آرایه ای بزرگ پیشنهاد شده و رویکردی کلی در تقریب توزیع ایده آل در جهت امکان طراحی پودمانی، بیان می گردد.

در بسیاری از کاربردهای مخابراتی و راداری نیاز به آرایه آنتنی داریم که چند باریکه به صورت همزمان تولید کند. استفاده از آنتن آرایه فازی و آنتن بازتابنده به همراه چند تغذیه، دو روش مرسوم برای تولید آنتن چند باریکه ای هستند که البته پیچیده و پرهزینه می باشند. در روش دیگر دامنه و فاز در هر یک از عناصرِ آرایه توسط شبکه ای که شبکه شکل دهنده باریکه نامیده می شود و چند ورودی و چند خروجی دارد، کنترل می شود. هر کدام از خروجی های شبکه شکل دهنده باریکه به یکی از عناصر آرایه متصل می گردد و در نهایت با تحریک هر کدام از ورودی های شبکه، یک باریکه در زاویه ای خاص در فضا تشکیل می شود. عدسی های مایکروویو و مخصوصاً عدسی روتمن گروه مهمی از این شبکه ها را تشکیل می دهند. این عدسی ها معمولا در سه ساختار ریزنوار، موجبری و siw پیاده سازی می شوند. استفاده از siw روش جدیدی برای پیاده سازی ساختارهای مایکروویو است؛ که در سال های اخیر توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در این پایان نامه یک آنتن عدسی روتمن در ساختار siw طراحی و شبیه سازی گردیده و به یک آرایه شکافی صفحه ای متصل شده است. در ابتدا مقدمه ای بر عدسی روتمن ارائه شده . سپس ساختار siw و روش طراحی آن عنوان گردیده است. در ادامه یک عدسی روتمن در ساختار siw طراحی و شبیه سازی شده و به دو نمونه آنتن ساده متصل گردیده است. پس از آن، آنتن آرایه شکافی که نوع پرکاربردی از آنتن ها در کاربردهای مخابراتی می باشد، معرفی شده و یک نوع صفحه ای از این آنتن به عنوان نمونه نهایی طراحی و به عدسی روتمن متصل گردیده است. نمونه نهایی آنتن در نرم افزار cst شبیه سازی و سپس ساخته شده است و نتایج شبیه سازی و اندازه گیری با یکدیگر مقایسه گردیده اند. در نهایت نتیجه گیری و جمع بندی مطالب عنوان شده است.

آنتن های fمعکوس سیمی (wifas) به دلیل پترن نامتقارن دو جهته در هواپیماهای بدون سرنشین برای تله متری کاربرد وسیعی دارند. اما در این زمینه، آنتن های fمعکوس سیمی مانند سایر آنتن های سیمی معایبی نظیر عدم تطبیق آیرودینامیکی و دمای بالا هنگام حرکت هواپیما دارند. جهت برطرف کردن این معایب از آنتن های موج سطحی جدید (swa) و ساختار باند توقف الکترومغناطیسی (ebg) استفاده شده است. در این پایان نامه آنتن موج سطحی با پترن دو جهته نامتقارن و با نیم رخ باریک یا ارتفاع کم ارائه شده است. این آنتن شامل لایه دی الکتریک با پچ های مربعی یا حلزونی متناوب و ساختار ebg، جهت هدایت امواج سطحی در جهت مورد نظر می باشد. تفرق این امواج سطحی در لبه های صفحه زمین، پترن تشعشعی دو جهته ایجاد می کند. جهت رسیدن به پترن نامتقارن، آنتن پچ با تغذیه مرکزی در جهت پچ های متناوب جابجا شده است. این آنتن دارای پترن دو جهته نامتقارن شبیه پترن آنتن اف معکوس می باشد و می تواند معایب آنتن اف معکوس را برطرف کند. آنتن های پیشنهادی در فرکانس های ghz 8/5 و ghz 4/2 طراحی و با نرم افزار تجاری cst شبیه سازی شدند. در نهایت جهت اطمینان از نتایج شبیه سازی، آنتن ghz 4/2 ساخته و مشخصات آن انداره گیری شد. با مقایسه نتایج اندازه گیری و شبیه سازی مشاهده شد که نتایج اندازه گیری به نتایج شبیه سازی بسیار نزدیک است.