Mikrodalga radarlar için simetrik ve kosekant-kare ışıma paternli parabolik reflektör tasarımı
Parabolic reflector design with symmetric and cosecant-squared radiation pattern for microwave radars
Yazar: OKAN YURDUSEVEN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET SERDAR TÜRK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada hava gözetleme radarlarının hava tarama performansının artırılmasının önemi belirtilerek, kosekant-kare ışıma paternine sahip yeni parabolik reflektör anten tasarımları üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla, ilk olarak literatürde yaygın olarak kullanılan kosekant-kare ışıma paternine sahip parabolik reflektör yapıları incelenmiş ve söz konusu yapıların avantaj ve dezavantajları göz önünde bulundurularak yeni tasarımlar üzerine çalışmalara başlanmıştır. Buradaki amaç düşük maliyet ve yüksek performansa sahip, kolay tasarlanabilen ve her iki paterne de ekstra bir çaba gerektirmeksizin adapte olabilen kompakt yapılar tasarlanmasıdır. Bu tasarımlar esnasında ARM olarak adlandırılan, son derece kararlı, güvenilir ve diğer üç-boyutlu tam dalga elektromagnetik simülasyon programlarıyla kıyaslandığında çok daha hızlı sonuçlar verebilen sayısal-analitik bir teknik kullanılmıştır.Çalışmanın birinci bölümünde konu hakkında genel bir bilgi verilmiş ve çözüm yöntemi olarak neden ARM'nin tercih edildiği belirtilmiştir.İkinci bölümde ARM yöntemi teorik olarak ele alınmış ve diğer yöntemlerden ayrıştığı noktalar matematiksel olarak incelenmiştir.Üçüncü bölümde parabolik reflektör anten türleri hakkında genel bilgiler verilmiştir. Bu bağlamda parabolik reflektör antenlerin analizinde kullanılan diğer yöntemlerden de kısaca bahsedilmiştir.Dördüncü bölümde kosekant-kare ışıma paternine sahip anten yapılarına ilişkin tasarım örnekleri sunulmuş ve uzak alan anten karakteristiklerine ilişkin analiz sonuçları grafiklerle verilmiştir.Beşinci ve son bölümde konu ile ilgili genel bir açıklama yapılmış, elde edilen tüm sonuçlar özetlenip yorumlanmıştır.

Abstract:
In this study, by highlighting the importance of increasing the air scanning performance of air surveillance radars, work is done on new parabolic reflector antenna designs that have cosecant-squared radiation pattern. For this purpose, firstly the parabolic reflector structures with cosecant-squared radiation pattern that are known and commonly used in the literature are investigated and by being taken care of pros and cons of these structures it is started to work on new designs. The main purpose of this study is to design compact structures that are easy-to-design with low cost and high performance and capable of adapting to both of these patterns without any extra effort. In the design procedure a very stable and reliable numerical-analytical techique named ARM, which is also able to provide the analysis results much faster than the other 3D full wave electromagnetic simulation programs, is used.In the first part of this thesis, general information on the topic and the reasons of selecting ARM are given.In the second part, the theoritical bases of ARM are investigated and the main points which make this method different from the others are given in the mathematical manner.In the third part, general information on the parabolic reflector antennas is given. In this context, the other methods that are used for analyzing parabolic reflector antennas are mentioned briefly.In the fourth part, design samples related to antenna structures that have cosecant-squared radiation pattern are presented and the analysis results concerning the way to obtain far-field antenna characteristics are presented as figures.In the last, fifth part, general explanation is provided with respect to the topic and all the obtained results are summarized and commented.