Düşük Arka/Yakın Yan Kulakçık Seviyesine Sahip Dizi Beslemeli Parabolik Reflektör Anten Tasarımı

Abstract

Günümüzde sivil alanlarda olduğu kadar askeri alanlarda da önemli bir yere sahip olan antenler, radar sistemlerinde sistem karakteristiğini belirleyen en önemli elemanlardan biridir. Reflektör antenler dar hüzme genişlikli ve yüksek kazançlı ışımalarından dolayı radar sistemlerinde sıklıkla tercih edilmektedir. Yüksek kazanç ve düşük yan/arka kulakçık seviyesi, reflektör anten tasarımındaki en önemli parametrelerdendir. Reflektör antenlerin ışıma desenlerinde oluşan yan kulakçıklar istenmeyen yönlerde enerji dağılımına neden olur. Bu çalışmada, yatay ve düşey düzlemlerde düşük arka/yakın yan kulakçık seviyesine sahip özgün parabolik reflektör anten tasarımı ve performans analizi incelenmiştir. Bu maksatla, üç elemanlı Yagi antenden oluşan ikili dizi beslemeye sahip, özgün omuz ve şerit tasarımlarıyla arka/yakın yan kulakçık seviyeleri bastırılmış parabolik reflektör anten tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan antende 1100-1200 MHz arasında 24,5 dB kazanç, yatay düzlemde -26 dB, düşey düzlemde -28,8 dB yan kulakçık seviyesi, 10° yarı-güç hüzme genişliği (-3 dB) elde edilmiştir. Tasarımın Avrupa Telekomünikasyon Standartları Komitesi (European Telecommunication Standards Committee-ETSI) Sınıf-2 standartlarını karşıladığı gösterilmiştir. Tasarım, analiz ve optimizasyon çalışmaları CST programında yapılmıştır.

Antennas which are one of the most important components that designate the system characteristic in radar systems, nowadays have a substantial position in military as well as civil areas. Due to their narrow beamwidth and high gain radiation reflector antennas are frequently preferred in radar systems. High gain and low sidelobe/backlobe levels are one of the most significant parameters in reflector antenna design. Sidelobes in radiation patterns cause the energy to radiate in undesirable directions. In this study, parabolic reflector antenna design with low near sidelobe and backlobe levels on horizontal/vertical planes and its performance analysis are presented. For this purpose, three element Yagi array fed parabolic reflector antenna with suppressed near sidelobes and backlobes by novel shroud and strips is designed. Thus, for the proposed reflector antenna; a gain of 24,5 dB, sidelobe level of -26 dB and 28,8 dB respectively on horizontal and vertical plane, backlobe level of -42,3 dB and half power beamwidth of 10° on 1100-1200 MHz frequency band are achieved. It is shown that our design fulfills the ETSI Class-2 standards. Design, analysis and optimization studies are performed on CST program.