Phased array antennas with small size and light weight are proposed to make signal transmitting more efficiently and accurately. These antennas have such advantages that they can realize beam scanning over a large range, accurately track and identify targets within the observation range. In beam scanning, the scan loss which is the difference between the scanned gain and broadside gain has a great impact on the performance of phased array antennas. This thesis aims to study how to reduce the scan loss while the beam is scanned over a wide range. One of the methods to reduce the scan loss is to widen the beam-width of the embedded radiation pattern. With the wide beam-width, the gain reduction due to beam scanning would be small. We propose a method to replace a conventional half-wavelength unit-cell in an array with a sub-array composed of 5 miniaturized elements with special phase/amplitude distribution. The size of the sub-array is finely tuned in this thesis to achieve the goal of wide beam-width without any grating lobe. Then, in order to further expand the beam-width, the ideal power divider is utilized to apply specific weight to the sub-array. The simulation result shows that the maximum scan loss for the considered case is 3.67dB over ±80° scan range with an voltage amplitude distribution of [0.234, 0.64, 0.26, 0.64, 0.234] (1) and a phase of 88° between the 5 sub-array elements, which can be realized by the ideal power divider. If the allowed gain reduction is relaxed to 5dB, the scan coverage can be extended to ±89°. / Fasstyrda antenner med eu liten storlek och låg vikt har förslegits för att göra signalöverföring effektivt och korrekt. Dessa antenner har stora fördelar i att de kan realisera stort område. De kan också följa och identifiera mål inom observationsområdet. Vid strålskanning är skanningsförlusten, som är skillnaden mellan den skannade förstärkningen och förstärkningen vid den breda sidan, följande har stor inverkan på prestandan hos fasstyrda antenner. Denna avhandling syftar till att studera hur man minskar skanningsförlusten när strålen skannar inom ett brett skanningsområde. En av metoderna för att minska skanningsförlusten är att bredda strålbredden i det inbyggda strålningsmönstret. Med en bred strålbredd blir förstärkningsminskningen på grund av strålskanning liten. Vi föreslår en metod för att ersätta en konventionell halvvågig enhetscell i en matris med en delmatris som består av 5 miniatyriserade element med speciell fas/amplitudfördelning. Storleken på delarrayen är finjusterad i denna avhandling för att uppnå målet med bred strålbredd utan någon gitterlob. För att ytterligare utöka strålbredden används sedan den ideala effektdelaren för att ge subarrayet en särskild vikt. Simuleringsresultatet visar att den maximala skanningsförlusten för det undersökta fallet är 3,67dB inom ±80° täckningsvinkel med amplitudfördelning av [0.234, 0.64, 0.26, 0.64, 0.234] (2) och fas av 88°, som kan realiseras av den idealiska effektdelaren. Om kravet på minskningen av förstårluing sänks till 5dB, kan täckningen breddas till ±89°.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-322839 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Zhang, Wanyu |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:846 |
Page generated in 0.002 seconds