Optimization techniques and design curves for pickett-potter horns

เทคนิคการวิเคราะห์และ design curves สำหรับการออกแบบ pickett-potter horn

Name: Amorn Jiralucksanawong

LCSH: Genetic algorithms

LCSH: Millimeter wave devices

LCSH: Optimization

LCSH: Terahertz technology

Abstract: Horn antennas are often employed in receivers operating in the millimetre and submillimetre regions. High performance horns exhibit efficient coupling to incoming electromagnetic radiation, low cross polarization and low sidelobe levels over a large bandwidth. The Pickett-Potter horn (PPH) has many of the desired properties, and it is easy to fabricate for use at terahertz frequencies. In this work, a software package with optimization tools was constructed for designing horns with cylindrical symmetry. For a given horn geometry, the electromagnetic fields inside the horn were calculated using the Modal-Matching technique. The radiation patterns were calculated from the fields at the aperture using the Kirchhoff’s aperture diffraction theory. The horn geometry that gave the best performance was obtained after optimizing with a combination of the Genetic Algorithm (GA) and the Downhill Simplex (DS) method. The objective function for the optimization routines included the beam circularity and the cross polarization level. The GA process was first used to locate the proximity of the global solution. The DS took the solution found by the GA as a starting point and refined the parameters to the required accuracy. The software package was used to design PPHs for general use. Two design curves are given for PPHs with beamwidths from 16.0 to 31.5 degrees

Abstract: การรับสัญญาณในช่วงของความยาวคลื่นระดับมิลลิเมตร (millimetre) และซับมิลลิเมตร (submillimetre) โดยทั่วไปมักจะใช้อุปกรณ์รูปทรงกรวย (horn antenna) เป็นภาครับสัญญาณการออกแบบอุปกรณ์รูปทรงกรวยให้มีประสิทธิภาพที่สูงนั้นจะต้องมีปัจจัยต่างๆ ดังนี้ 1) มีระดับสัญญาณรบกวน (sidelobe) ที่ต่ำ 2) มีระดับครอสโพลาไรเซชั่น (cross-polarization) ที่ต่ำและ 3) มีช่วงความถึ่ของการใช้งาน (bandwidth) ที่กว้างอุปกรณ์รูปทรงกรวยชนิด Pickett-Potter สามารถนำมาทำการออกแบบให้ใช้งานในช่วงความถี่ระดับเทระเฮิร์ต (Terahertz) ได้เป็นอย่างดีเนื่องจากสามารถนำไปสร้างเพื่อการใช้งานจริงได้ง่ายและยังมีราคาถูกในงานวิจัยนี้จะทำการประมวลผลด้วยชุดซอพแวร์ที่พัฒนาขึ้นเองโดยมีส่วนประกอบสำคัญอยู่ที่การคำนวณหารูปทรงที่ทำให้อุปกรณ์รับสัญญาณนี้มีประสิทธิภาพที่สุด ในส่วนของการคำนวณผลของการรับสัญญาณในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะใช้เทคนิคการคำนวณแบบ Modal-Matching วิเคราะห์บริเวณภายในตัวรับสัญญาณและทฤษฎีการเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดของเคอร์ชอพ (Kirchhoff) วิเคราะห์บริเวณปากกระบอกของตัวรับสัญญาณขั้นตอนการประมวลผลจะเริ่มต้นด้วยการใช้เทคนิคการพัฒนาประสิทธาพ (Optimization) แบบเจเนติกอัลกอลิทึ่ม (Genetic Algorithm) ค้นหาผลลัพธ์ที่ดีที่สุดผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในขั้นแรกนี้จะนำไปวิเคราะห์อย่างละเอียดต่อด้วยขบวนการแบบดาวน์ฮิลซิมเพล็ก (Downhill Simplex) ผลลัพธ์ของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้จะมีลักษณะที่ตรงกับปัจจัยที่ได้กล่าวมาแล้วในตอนต้น ข้อมูลต่างๆ ที่ได้จากการประมวลผลจะนำมารวบรวมและเขียนเป็นกราฟ Design Curves สำหรับการออกแบบอุปกรณ์รับสัญญาณรูปทรงกรวยชนิด Pickett-Potter ในช่วงของค่าบีมวิธ (beamwidth) ตั้งแต่ 16.0 ถึง 31.5 องศา

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Phichet Kittara

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2020-11-03

Issued: 2010-06-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH A524o 2007

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Physics

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4636312.pdf	2.23 MB	13	2018-05-29 11:47:59

ใช้เวลา

0.400104 วินาที