Platforma monteli baskılı anten dizilerine mekanik titreşimlerin etkisinin incelenmesi

Abstract

Hava, deniz ve kara platformlarına entegre edilmiş antenler değişken aerodinamik yüklere ve platformun hareketinden kaynaklanan titreşimlere maruz kalmaktadır. Bu durum anten yüzeylerinin deformasyonuna, dizi antenin elemanlarının pozisyonunun ve yönlerinin değişmesine neden olduğundan, dizi elemanlarında istenmeyen genlik ve faz değişimlerini beraberinde getirmektedir. Dizi elemanlarında oluşan bu değişimler, ışıma diyagramına (ana hüzme yönünün ve şeklinin değişmesi, yan kulakçık seviyelerinin artması v.b.) olumsuz etki etmektedir. Bu etkiler Yapay Açıklık Radar antenleri, Hareketli Hedef Belirleme antenleri ve Yön Bulma antenleri için çok önemli değişikliklere neden olabilir. Örneğin; bir hava savunma aracı tarama radarı veya kanat altına yerleştirilmiş Yapay Açıklık Radarının anten ışıma diyagramlarında, uçağın hareketinden kaynaklanan kaymalar, yanlış hedef algılamasına veya yanlış veri alınmasına sebep olabilmektedir. Bu tezde temel amaç, titreşim ve deformasyonların mikroşerit dizi anten performansı üzerindeki etkilerini Geliş Açısı Kestirimi algoritması olan MUSIC Yöntemi ile incelemek ve bozulan ışıma diyagramının düzeltilmesi için Yapay Uyarlamalı Hüzme Şekillendirme (Adaptive Synthetic Beamforming) Yöntemini kullanarak düzeltme sağlamaktır.

Array antennas which are integrated into the skin of air, land and sea vehicles are subject to unsteady aerodynamic loads. Mechanical forces and these aerodynamic loads will cause deformation of the antenna surface. As a consequence, the positions and orientations of the elements of the phased array antenna change. The relative phases of the respective signals feeding the antennas will vary, and the antenna radiation pattern is affected: the main beam direction can change and the beam width and/or side lobe levels can increase. The influence of deformations and vibrations will be most significant on array antennas, which are large in terms of wavelength (high gain antennas). Examples of such antennas are array antennas for Synthetic Aperture Radar (SAR), Moving Target Indication (MTI) and antenna systems to identify direction of arrival of signals. The objective of this thesis to discuss the effects of deformations and vibrations on the performance of microstrip antenna arrays by the MUSIC algorithm for Direction of Arrival Estimation and to describe technology to counteract these effects by means of adaptive or synthetic beamforming.