Multidirectional Beam Scanning of a Circular Waveguide Antenna Loaded with Magnetic Material. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Abdullah_algarni_EE_Ms.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

يسستخدم الدليل الموجي الدائري على نظاق واسع لبناء أبواق هوائية ذات طاقة عالية. على الرغم من أن الاشعاع الخاص بهذا النوع من الهوائيات يمكن تحقيقه بواسطة وضع العازل في غير محورها فقد فشلت هذه الطريقة في تحقييق خصائص المسح الضوئي للهوائي. طبقة الفريت الممغنطة خارجيا تحضى بشعبية في إدخال مرحلة التحولات التدريجية المطلوبة لمسح الشعاع الرئيسي للمصفوفه على مراحل. ولكن الهوائيات المطبوعة محدودة الطاقة. . في هذه الأطروحة ، يتم تقديم تصميم آلية أبسط وفعالة للمسح الضوئي من خلال دمج اسطوانة الفريت الممغنطة محوريا في قلب الدليل الموجي الهوائي. تفاعل الخصائص الدوارنية المغناطيسية للفريت الممغنط مع الحقول الكهرومغناطيسية لحقيق مسح شعاعي متعدد الاتجاهات. ايجاد الرسم البياني للأوضاع الفعالة لاسطوانة الفريت لتقادي العمل في المناطق الرنين الضعيفة.برنامج محاكاة محترف (محاكاة هيكل التردد العالي) يستخدم لتحليل سلوك شكل الدليل الموجي الهوائي المحملة مع الفريت المغذاة محوريا. يتم التحقق مننموذج البرمجياتفي البدايةمن خلال مقارنةوضعالمخططاتمحاكاةمعاحتسابالأرقاموقف انتاج المواد الانشطارية. تصميم النموذج المحاكا لتحقيق مقاومة مطابقة وخصائص الإشعاع الامثل. استنادا إلى العرض الشعاعي للهوائي ، يتم تقسيم مستوى الاشعاع الى ثماني مناطق. النطاق الخارجي لمجال الجذب المستخدمة لمسح الشعاع داخل المنطفة أو بين المناطق مجدولة. بتغيير مجال الجذب الخارجي الى 380 كيلوأمبير/ متر، أقصى زاوية للمسح الضوئي وصلت الى 35 درجة مع خصائص الإشعاع المقبولة. أخيرا، استخدام استراتيجية فرقة الفجوة الكهرومغناطيسية لتعزيز اتجاهية الهوائي.

English Abstract

Circular waveguides are widely used to construct high power multimode horns antennas. Although beam tilting of this class of antennas can be achieved by off-centered dielectric loading, this method fails to realize antenna beam scanning properties. Externally magnetized ferrites are popular in introducing progressive phase shifts required to scan the main beam of a phased array antenna. But printed array antennas are often limited by its power handling capability. In this thesis, the design of a simpler and effective scanning mechanism is presented by integrating an axially magnetized ferrite cylinder in the core of a circular waveguide antenna. The interaction of the gyromagnetic properties of magnetized ferrites and the EM fields within the waveguide is used to realize multidirectional beam scanning. Mode charts of the ferrite cylinder are calculated to avoid the lossy ferromagnetic resonance regions. Professional simulator software (HFSS) is used to analyze the modal behavior of the coaxially feed ferrite loaded circular waveguide antenna. The software model is initially verified by comparing the simulated mode charts with calculated cut-off numbers. The simulated model is optimized to achieve acceptable impedance matching and radiation properties. Based on the beam-width of the antenna, the broadside radiating plane is divided into eight regions. The range of external magnetizing field needed to scan the beam within a region or between regions are tabulated. Maximum scan angle of 35° with acceptable radiation properties is observed for a change of external magnetizing field,H0=380 KA/m ( 0.4 Tesla). Finally EBG superstrate is used to enhance the directivity of the antenna.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Dr. Iqbal, Sheikh
Committee Members:	Dr. Ragheb, Hassan and Dr. Hassan, Essam
Depositing User:	ALGARNI AB MOHAMMED (g200432840)
Date Deposited:	25 May 2014 12:27
Last Modified:	01 Nov 2019 15:42
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139197