نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

طراحی و شبیه‌سازی آنتن نشتی مبتنی بر موجبر مجتمع شده در زیرلایه برای رادار خودرو باند 24 و 77 گیگاهرتز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه تهران
2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران
10.22034/joeds.2026.562322.1107
چکیده
در این مقاله، دو آنتن مبتنی بر موجبر مجتمع شده در زیرلایه (SIW) به منظور استفاده در رادار خودرو، طراحی و بهینه‌سازی می‌شود. در مرحله اولیه، طراحی آنتنی با شکاف U شکل در صفحه زمین انجام شده است. جهت افزایش پهنا‌ی باند این آنتن، پین‌های اتصال کوتاه بین محفظه تشدید و خط تغذیه ریزنوار به آنتن اضافه شده است. در قدم بعدی، شکاف U شکل اولیه با دو شکاف L شکل متقارن جایگزین می‌شود که باعث تشدید آنتن در دو فرکانس می‌شود. در ادامه، با بهینه‌سازی محل قرارگیری پین‌های اتصال کوتاه، ابعاد شکاف‌ها و عرض گذار، توزیع جریان‌های سطحی در صفحه هادی بالایی بهبود می‌یابد و تمرکز جریان‌ها در لبه‌ها افزایش پیدا می‌کند. این اقدامات که با انتشار همزمان دو مود مختلف در محفظه تشدید همراه است، منجر به تشعشع بهتر و همچنین ترکیب فرکانس‌های تشدید و دستیابی به پهنای باند گسترده 56/3 گیگاهرتز در بازه 47/25 تا 02/29 گیگاهرتز (13%) در آنتن اول و گستره عملکرد از 72 تا 5/78 گیگاهرتز در آنتن دوم شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که بهره آنتن در فرکانس‌های تشدید 15/26 و 5/28 گیگاهرتز به ترتیب برابر با 54/6 دسی‌بل و 06/5 دسی‌بل است. علاوه بر این، راندمان آنتن در کل پهنای باند فرکانسی اول به طور میانگین حدود 6/86 درصد برآورد می‌شود که نشان‌دهنده عملکردی بهینه برای کاربردهای فناوری رادار خودرو و مخابرات نسل پنجم است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design and Simulation of a Leaky-Wave Antenna Based on a Substrate-Integrated Waveguide for Automotive Radar in the 24 GHz and 77 GHz Bands

نویسندگان English

Jamal Kazazi 1
Benyamin Yosefpour 2
Mahmoud Kamarei 2
1 University of Tehran
2 Faculty of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, University of Tehran
چکیده English

In this paper, two substrate-integrated waveguide (SIW)-based antennas are designed and optimized for automotive radar applications. In the initial stage, an antenna with a U-shaped slot in the ground plane is proposed. To enhance the bandwidth of this antenna, shorting pins are introduced between the resonant cavity and the microstrip feed line. In the next step, the original U-shaped slot is replaced with two symmetric L-shaped slots, which enable dual-frequency resonance. Subsequently, by optimizing the placement of the shorting pins, the dimensions of the slots, and the width of the transition, the surface current distribution on the top conductor is improved, leading to stronger current concentration along the edges. These modifications, accompanied by the simultaneous excitation of two different modes in the resonant cavity, result in improved radiation performance as well as the merging of resonant frequencies, thereby achieving a wide bandwidth of 3.56 GHz in the range of 25.47–29.02 GHz (13%) for the first antenna, and an operational range of 72–78.5 GHz for the second antenna. Simulation results indicate that the antenna gains at the resonant frequencies of 26.15 GHz and 28.5 GHz are 6.54 dB and 5.06 dB, respectively. Moreover, the antenna efficiency across the entire first frequency band is estimated to be approximately 86.6% on average, demonstrating optimized performance for automotive radar and fifth-generation (5G) communication technologies.

کلیدواژه‌ها English

Automotive radar
Leaky-wave antenna
Multi-mode radiation
Substrate-integrated waveguide (SIW)
Wideband antenna

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 تیر 1405