Date of Award
6-2023
Document Type
Thesis
Degree Name
Master of Science in Electrical Engineering (MSEE)
Department
Electrical and Communication Engineering
First Advisor
Hamad Alkhoori
Abstract
This research focuses on the development of a novel technique for reducing the Radar Cross Section (RCS) of a microstrip antenna operating in the terahertz spectral regime. This can be accomplished by loading the antenna with Indium Antimonide (InSb); a thermally-magnetically controllable semi-conductor. The low-RCS feature of the antenna implies that it becomes hardly detectable by detecting radars; a desired feature in stealthy applications. For an optimal operation beside low RCS, the other antenna parameters (e.g., radiated power, gain, standing-wave ratio, and reflection coefficient) must be within tolerable ranges. Thus, a study on the effects of the temperature and the static magnetic field of the InSb on all antenna parameters has been conducted using the High-Frequency Structural Simulator (HFSS) software.
A simple microstrip patch antenna loaded by InSb and fed by a coaxial cable has been simulated in HFSS. Plots of the various antenna parameters in relation to the temperature and the static magnetic field were obtained at some discrete frequency points; thereby revealing their effects on radiation characteristics. Furthermore, at each frequency point, the optimum values of the temperature and the static magnetic field were determined.
Our proposed design provides means of controlling and modifying RCS in the terahertz regime; which may be varied depending on the specific application requirements, (i.e., military, medical, etc.).
Arabic Abstract
تصميم هوائي رقعة (Microstrip Patch Antenna) قابل للتحكم عن طريق تغيير المغناطيسية والحرارة لتطبيقات المقطع العرضي (RCS) المنخفض
تركز هذه الدراسة على تطوير تقنية جديدة لتقليل مساحة المقطع العرضي للرادار (RCS) لهوائي التصحيح (microstrip patch) المتواجد في نطاق طيف التيراهرتز (terahertz spectral regime). يمكن تحقيق ذلك عن طريق تحميل الهوائي بمركب الإنديوم الأنتيمونيد (InSb)؛ وهو نصف موصل يمكن التحكم فيه حراريا ومغناطيسيا. سمة الانخفاض في المقطع العرضي للهوائي (RCS) تعني أنه يصبح من الصعب الكشف عنه بواسطة أجهزة الرادار. وهذه خاصية مرغوبة في التطبيقات الخفية (stealthy applications). بالإضافة إلى الانخفاض في مساحة المقطع العرضي، يجب أن تبقى ا لمتغيرات البارامترية (parameters) الأخرى للهوائي (على سبيل المثال الطاقة المشعة (radiated power) والكسب (Gain) ونسبة الموجة الواقفة (VSWR) ومعامل الانعكاس (S11)) ضمن النطاق المقبول للهوائي. ولذلك تم إجراء دراسة حول تأثير درجة الحرارة والحقل المغناطيسي الثابت لمركب الإنديوم الأنتيمونيد (InSb) على جميع المتغيرات البارامترية للهوائي باستخدام برنامج المحاكاة الهيكلي عالي التردد (HFSS).
تمت محاكاة الهوائي المحمل بـ InSbوالمغذى بكبل محوري (coaxial cable) في برنامج HFSS. تم الحصول على رسوم بيانية لمختلف ا لمتغيرات البارامترية للهوائي فيما يتعلق بدرجة الحرارة والمجال المغناطيسي الثابت في بعض نقاط التردد العددية ، مما كشف عن تأثيراتها على خصائص الإشعاع. علاوة على ذلك، تم تحديد القيم الأمثل لدرجة الحرارة والمجال المغناطيسي الثابت في كل نقطة تردد .
توفر طريقتنا المقترحة وسائل للتحكم في مساحة المقطع العرضي (RCS) في نطاق التيراهرتز، والتي يمكن أن تختلف اعتمادًا على متطلبات التطبيق الخاصة (عسكرية، طبية، إلخ).
Recommended Citation
Al Hendi, Sallam Mohammad, "A MAGNETO-THERMALLY CONTROLLABLE MICROSTRIP-PATCH ANTENNA FOR LOW RCS APPLICATIONS" (2023). Theses. 1286.
https://scholarworks.uaeu.ac.ae/all_theses/1286
