نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

طراحی آنتن تراهرتزی پهن باند با ساختار زمین ناقص و المان‌های پارازیتی به کمک شبکه عصبی پیشرو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شیراز، فارس، ایران
2 دانشگاه صنعتی شیراز
3 دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی شیراز، فارس، ایران
10.22034/joeds.2025.500430.1080
چکیده
در این مقاله، یک آنتن تراهرتزی پهن‌باند جدید با ساختار مبتنی بر زمین ناقص و المان‌های پارازیتی معرفی شده است. ابعاد ساختاری آنتن معرفی شده از طریق آموزش یک شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از روش انتشار رو به جلو و الگوریتم بهینه‌سازی لونبرگ-مارکوارت با ۱۰ نورون، بدست آمده است. هدف اصلی این طراحی، بهبود پهنای باند تلفات بازگشتی است. این هدف با استفاده همزمان از ساختار زمین ناقص و المان‌های پارازیتی حاصل شده است. ساختار آنتن شامل یک زیرلایه با ثابت دی‌الکتریک 4/9 و تانژانت تلفاتی 00002/0 است که در ابعادی برابر با ۱۰۰ × ۱۰۰ میکرومتر مربع طراحی شده است. پیکربندی آنتن بر اساس شبکه عصبی پیاده‌سازی‌شده در نرم‌افزار MATLAB و با استفاده از ۱۴۳ نمونه آموزشی به دست آمده است. در نهایت، پهنای باند عملکردی حاصل‌شده به میزان ۴۱٪ بهبود یافته است. بعلاوه، الگوی‌های تشعشعی آنتن در محدوده فرکانس کاری بررسی شده‌اند که رفتار مطلوبی را نشان می‌دهند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Broadband Terahertz Antenna Design with Defected Ground Structure and Parasitic Elements Using a Feedforward Neural Network

نویسندگان English

Mohammadreza Zafarkhah 1
Ehsan Zareian-Jahromi 2
Raheleh Basiri 3
1 Ph. D. Student in Telecommunications, Shiraz University of Technology, Fars, Iran
2 Shiraz University of Technology
3 Department of Electrical and Electronics Engineering, Shiraz University of Technology, Fars, Iran
چکیده English

In this paper, a novel wideband terahertz antenna with an imperfect ground structure and parasitic elements has been proposed. The optimized antenna geometrical parameters are obtained using an artificial neural network which employs forward feedback propagation along with the Levenberg-Marquardt optimization algorithm including 10 neurons. The objective of this design is to increase the obtained return loss bandwidth of designed antenna. This demanded objective is obtained using imperfect ground structure and parasitic elements together. The antenna structure features a substrate with a dielectric constant of 9.4 and a loss tangent of 0.00002, designed within dimensions of 100 by 100 square micrometers. The antenna configuration is derived from the neural network implemented in MATLAB program using 143 training samples. As a result, the obtained performance bandwisth is 41% more than that of ordinary terahertz microstrip antenna. Furthermore, the obtained radiation patterns are investigated over operational frequency band showing a suitable performance.

کلیدواژه‌ها English

Feedforward Neural Network
Antenna
Terahertz
Defected Ground Structure