۲.۲۵۴
شکل (۲-۹) و شکل (۲-۱۰) آنتن های طراحی شده فوق را برای دو حالت تغذیه در حضور صفحه زمین و تغذیه هم صفحه نشان می دهند.
شکل (۲-۹) : آنتن های حلقوی فرکتالی مینکوسکی و حلقوی مربعی در حضور صفحه زمین [۱۰]
شکل (۲-۱۰) : آنتن های حلقوی فرکتالی مینکوسکی و حلقوی مربعی با تغذیه هم صفحه [۱۰]
نتایج حاصل از اندازه گیری تلفات بازگشتی برای آنتن های شکل (۲-۹)، در شکل (۲-۱۱) نشان داده شده است. در این شکل امپدانس مرجع برابر با می باشد. همان طور که در این شکل مشاهده می کنید، فرکانس رزونانس تقریباً ثابت نگه داشته شده است، اما در این حالت سطح اشغالی توسط آنتن فرکتالی بسیار پایین تر از آنتن مربعی می باشد. شکل (۲-۱۲) پترن تشعشعی این دو آنتن را نشان می دهد. این پترن، پترن صفحه عمود بر آنتن می باشد. نتایج اندازه گیری برای ساختارهای نشان داده شده در شکل (۲-۱۰)، بسیار شبیه به نتایج به دست آمده برای ساختارهای شکل (۲-۹) می باشد.
۲-۴ آنتن های سه بعدی درختی
در اینجا ضمن بررسی ساختارهای درختی سه بعدی، با چندین رابطه مهم بین خواص تشعشعی این آنتن ها و ساختار اصلی آنها، آشنا می شویم. بدون شک توجه به این روابط، ما را در طراحی صحیح این آنتن ها برای کاربرد مورد نظر، کمک می کند. در ادامه این بخش با چندین مثال از کاربردهای آنتن های درختی سه بعدی، به منظور کوچک کردن ابعاد آنتن های دو قطبی و تک قطبی آشنا می شویم. برای مثال درک نمونه از آنتن های دوقطبی درختی سه بعدی که در این بخش معرفی می گردد، کاهش ۵۷% در ابعاد آنتن و افزایش ۷۰% در پهنای باند را داریم.
۲-۴-۱ مولد ساختار فرکتالی درختی
از آنجا که فرکتال ها ساختارهای خود متشابهی می باشند، لذا به منظور تولید آنها نیاز به تکرار یک مولد می باشد. برای یک ساختار درختی، مولد به صورت اتصالی از چند شاخه کوچک که به بچه شاخه ها[۱۹] معروف می باشند، تشکیل شده است. این شاخه ها از تقسیم یک شاخه اصلی که به شاخه والد[۲۰] معروف می باشد، بدست می آیند.
به طور کلی سه خانواده مختلف آنتن های فرکتالی سه بعدی درختی به منظور ایجاد یک دوقطبی مورد استفاده قرار می گیرند. این سه خانواده مختلف، آنتن های درختی ۴ شاخه ای، آنتن های درختی ۶ شاخه ای و آنتن های درختی ۸ شاخه ای می باشند. به طور کلی آنتن های ۴ شاخه ای در این بخش به عنوان یک معیار برای مقایسه آنتن های ۶ شاخه ای و ۸ شاخه ای مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار کلی یک آنتن ۴ شاخه ای در چهار تکرار اول آن در شکل (۴-۱) نشان داده شده است. در جدول (۴-۱) نیز پارامترهای تولید، برای یک آنتن درختی ۴ شاخه ای داده شده است.
شکل (۲-۱۱) : چهار تکرار اول برای آنتن های درختی ۴ شاخه ای
جدول (۲-۲) : پارامترهای طراحی آنتن درختی ۴ شاخه ای
Rotation
Elevation
Scale
Branch
۰
۳۰
۰.۵
۱
۹۰
۳۰
۰.۵
۲
۱۸۰
۳۰
۰.۵
۳
۲۷۰
۳۰
۰.۵
۴
براساس پارامترهای داده شده در جدول فوق، مولدهای ساختاری آنتن های درختی ۴ شاخهای دارای خواص زیر می باشند. اول اینکه بچه شاخه ها از نظر طول به اندازه نصف شاخه های مولد والد می باشند. دوم اینکه بچه شاخه ها دارای زاویه ۳۰ درجه می باشند. همچنین تمامی بچه شاخهها دارای زاویه ۹۰ درجه نسبت به هم می باشند. برای آنتن های درختی ۶ شاخهای زاویه بین بچه شاخهها به ۶۰ درجه و برای آنتنهای درختی ۸ شاخهای، زاویه بین بچه شاخهها به ۴۵ درجه کاهش مییابد. جدول (۴-۲) پارامترهای طراحی را برای آنتن ۶ شاخهای و ۸ شاخهای را نشان می دهد.
در ادامه این بخش به مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی پارامترهای آنتن ۶ شاخه ای و ۸ شاخه ای با آنتن ۴ شاخه ای می پردازیم. نکته قابل توجه در این مقایسه، یکسان بودن فاصله منبع تا راس برای تمامی آنتن ها می باشد، که این مقدار برابر با cm 5/7 انتخاب شده است. نکته دوم در این مقایسه این است که تمامی آنتن ها از مرکز تغذیه می شوند. با توجه به فرضیات فوق، نتایج حاصل از شبیه سازی برای تلفات بازگشتی آنتن های ۸ شاخه ای و ۶ شاخه ای برای دو تکرار اول، به همراه چهار تکرار اول آنتن ۴ شاخه ای، تماماً در شکل (۴-۲) نشان داده شده است.
نتایج نشان داده شده در این شکل نشان می دهد که در تمامی آنتن ها با افزایش درجه تکرار، فرکانس های رزنانس کاهش می یابند.
جدول (۲-۳) : پارامترهای طراحی آنتن درختی ۶ شاخه ای و ۸ شاخه ای
