موسسه آموزش عالی آپادانا فصلنامه پژوهش های نوین در شهرهوشمند 2980-8936 3 2 2025 02 18 Design and Simulation of a Lightweight X-Band Transmit Phased Array Antenna Integrated with a Phase Shifter and a Proposed Beam Improvement Method to Reduce Gain Loss طراحی و شبیه‌سازی آنتن آرایه فازی انتقالی سبک‌وزن باند X تجمیع‌‌یافته با شیفت‌‌دهنده فاز و ارائه پیشنهادی در جهت بهبود پرتو برای کاهش افت بهره 23 36 10.22051/jera.2021.31891.2698 FA نیما کارشناسی ارشد مهندسی برق، گروه مخابرات میدان و موج، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران. محمدرضا کارشناسی مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران، تهران، ایران. 2024 12 01 Until now, only phased array antennas have been used for identifying targets, scanning telecommunication systems, and rotating the beam in military systems because it rotates the beam at a desired angle. As a result, no signal is detected. In this research, the simulation of the phased array antenna was carried out with mutual requirements that the total angle covered (+45, -45), half power beam width 18 degrees, angle change step 5 degrees and polarization to be linear. To do that, several elements were combined to rotate the beam in an angle and phase instead of placing all the pin diodes on a single cell and rotating the pattern as desired, which is not economical at all and it is not possible to replace the pin bar of the diodes every time. In addition, it is also very complicated in terms of construction. For this purpose, a solution called quantization of phases is used where pin diodes with two states 0 (off) and 180 (on), are placed on a single-bit unit cell in 7 x 7 dimensions, which rotate the beam as desired. Also, when the beams of the phased array scan larger angles, the gain of the main beam of the array is reduced, so at the end of the report, an instruction is included that can reduce the gain loss in the amount of beam rotation. تا به امروز برای شناسایی اهداف، اسکن سامانه‌های مخابراتی و چرخش پرتو در سیستم‌های نظامی، تنها از آنتن‌های آرایه فاز استفاده شده است؛ به این سبب که پرتو در زاویه دلخواه را می‌چرخاند. در غیر این صورت، شاهد چرخش پرتو نبوده و پرتو در راستای عمود باقی می‌ماند. درنتیجه، سیگنالی شناسایی نمی‌شود. در این پژوهش، شبیه‌سازی آنتن آرایه فازی با نیازمندی‌های متقابل انجام‌ شده؛ به‌‌نحوی‌‌که کل زاویه تحت پوشش (45+، 45-)، پهنای پرتو نیم توان 18 درجه، گام تغییر زاویه 5 درجه و پلاریزاسیون خطی باشد. برای انجام آن، چندین المان جهت چرخیدن پرتو در زاویه و فاز با همدیگر تجمیع شدند؛ به‌جای اینکه تمام پین دیودها روی سلول واحد قرار داده شوند و الگو به میزان دلخواه چرخش کند که اصلاً صرفه اقتصادی ندارد و نمی‌توان هر بار پین دیودها را تعویض نمود. علاوه بر آن، از نظر ساخت نیز بسیار پیچیده است. برای این منظور از راهکاری به نام کوانتیزه کردن فازهای پین دیود با دو وضعیت 0 (خاموش) و 180 (روشن) استفاده شده که روی سلول واحد تک‌بیتی در ابعاد 7×7 قرارگرفته‌‌ و پرتو به میزان دلخواه چرخیده است. همچنین، هنگامی‌که پرتوهای آرایه فازی زوایای بزرگ‌تری را اسکن کنند، بهره پرتو اصلی آرایه کاهش می‌‌یابد. بدین ترتیب، دستورالعملی در انتهای گزارش تعبیه شده که سبب کاهش افت گین در میزان چرخش پرتو می‌‌شود. /downloadfilepdf/423064