Dynamic beamwidth control in partially reflective surface antennas

doctoral thesis

• Title (croatian): Dinamičko upravljanje širinom glavne latice kod antena s djelomično reflektirajućom površinom
• Author: Tomislav Debogović
• Mentor: Juraj Bartolić (mentor)
• Mentor: Julien Perruisseau-Carrier (komentor); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Committee member: Zvonimir Šipuš (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Anja Skrivervik (član povjerenstva); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Committee member: Davor Bonefačić (član povjerenstva)
• Committee member: Silvio Hrabar (član povjerenstva)
• Committee member: Miroslav Joler (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Wireless Communications); Zagreb
• Defense date and country: 2011-11-18, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering; Radio Communications
• Universal decimal classification (UDC): 621.3; APPLIED SCIENCES. MEDICINE. TECHNOLOGY; Electrical engineering

Abstract

In this work, a novel class of antennas, namely the partially reflective surface (PRS) antennas with dynamic beamwidth control, is investigated. It was found that the dynamic beamwidth control can be achieved by embedding varactor diodes or RF-MEMS switches in a PRS. These elements enable variation of the PRS reflection coefficient, which in turn causes directivity and beamwidth of the antenna to change. A mathematical model sufficient for a good definition of the antenna properties and requirements on the antenna design is developed. A number of specific types of reconfigurable PRS antennas are studied and validated using a full-wave simulator. For the purpose of the efficient full-wave analysis, a modelling procedure is developed. The procedure yields accurate results obtained in a short period of time. Using the modelling procedure, array-fed PRS antennas with scanning capability and bandwidth enlargement strategies are explored. Finally, theoretical key results are confirmed by measurements.

Abstract (croatian)

U ovom je radu istražen jedan novi tip antena. To su antene s djelomično reflektirajućom površinom koje imaju mogućnost dinamičkog upravljanja usmjerenošću, odnosno širinom glavne latice. Spomenuto dinamičko upravljanje postiže se ugradnjom kapacitivnih dioda ili RF-MEMS prekidača u strukturu djelomično reflektirajuće površine. Promjena napajanja tih elemenata uzrokuje promjenu koeficijenta refleksije djelomično reflektirajuće površine, što u konačnici rezultira promjenom usmjerenosti i širine glavne latice antene. U radu je predstavljen matematički model koji s dovoljnom točnošću predviđa kritične značajke i s pomoću kojega se lako mogu definirati glavni zahtjevi na konstrukciju ovakvih antena. Pomoću punovalnog simulatora je proučavan i evaluiran određeni broj antena s upravljanjem širinom glavne latice. U svrhu učinkovite punovalne analize razvijen je i postupak modeliranja djelomično reflektirajuće površine koji se zasniva na supstituciji ekvivalentnom uniformnom površinom. Taj je model onda korišten i za dodatna istraživanja, kao što su mogućnost zakretanja glavne latice antene te proširenje frekvencijskog pojasa. Konačno, glavni teorijski rezultati su potvrđeni mjerenjima.

• Keywords: partially reflective surface (PRS); reconfigurable antenna; beamwidth; Fabry-Perot antenna; zoomable antenna; varactor diode; RF-MEMS
• Keywords (croatian): djelomično reflektirajuća površina (DRP); rekonfigurabilna antena; širina glavne latice; Fabry-Perot antena; zumirajuća antena; kapacitivna dioda; RF-MEMS
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:741809
• Project: Number: 036-0361566-1573; Title: Višefunkcijske antene u komunikacijskim i radarskim sustavima; Leader: Juraj Bartolić; Jurisdiction: Croatia; Funder: MZOS; Funding stream: ZP
• Study programme: Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing"; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti)
• Catalog URL: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=37188
• Type of resource: Text
• Extent: 196 str ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-07-03 08:20:54