Parabolik yansıtıcılı antenlerin odak bölgesi alanlarının istatiksel çözümlemesi

Abstract

İÜ ÖZET Bu tezde, özellikle iki kutuplu iletişimde kullanılan para bolik yansıt ıcılı antenlerin tasarımında göz önünde bulun durulması gereken bazı ölçütleri ortaya koymak amacıyla, i- letişim ortamından ya da yansıtıcı yüzeyden kaynaklanan rast- gele yanılgıların, yansıtıcının odak bölgesindeki eş ve çap raz kutuplu elektrik alanları üzerindeki etkileri incelen^ mistir, îletişim ortamından kaynaklanan rastgele yanılgı ların ve kutuplanma saflığını bozan etkenlerin elektromanye tik dalgalar üzerindeki etkileri tartışılmış; simetrik para bolik yansıt ıcılı bir antene ekseni yönünde çarpan bir rast gele düzlemsel dalga, yansıtıcı açıklık düzlemi üzerinde, rastgele ortamın istatistiksel özellikleri türünden tanımlan mıştır. Yansıtıcı yüzeyindeki rastgele yanılgıların istatis tiksel tanımı yapılmış ve bunların odak bölgesi alanları üze rindeki etkileri tartışılmıştır. Toplam yanılgı tanımından yararlanarak, rastgele ortamdan ve rastgele yüzeyden kaynak lanan yanılgıların odak bölgesi alanları üzerindeki etkileri birleşik olarak incelenmiştir. Doğrusal kutuplanmış bir rastgele düzlemsel dalga nın, rastgele yüzey yanılgılarına sahip simetrik parabolik bir yansıtıcıya ekseni yönünde çarpması sonucunda odak bölge sinde oluşan eş ve çapraz kutuplu elektrik alanlarına ait or talama değerler, değişkeler, ortalama güç örüntüleri, ana ve yan kulakçık düzeyleri ve bunların belirli düzeyleri aşma ola sılıkları, çapraz kutuplanma yalıtımı, kutuplanma verimliliği ve çapraz ilişki işlevleri toplam yanılgının istatistiksel özellikleri türünden elde edilmiştir.iv Yansıtıcı çapının yanılgı ilişki uzaklığına olan oranının ve toplam yanılgı değişkesinin artması durumunda, genellikle, anten `başarısının olumsuz yönde etkilendiği; top lam yanılgıya ait bu istatistiksel parametrelerin belirli de ğerlerinde etkilenmenin büyül değerlere ulaştığı ve parabo lik yansıt ıcılı anten tasarımında bu durumlardan kaçınmak ge rektiği sonucuna varılmıştır.

SUMMARY In this thesis, the effects of random medium and surface irregularities to co-and cross-polar electric fields in the focal region of an axially symmetric parabolic reflector antenna are investigated with the aim of putting forward some criteria to he considered in the design of these an tennas. The effects of propagation medium on the ampli tude, phase and polarization purity of the electromagnetic wave are discussed. The definition of a random plane wave on the circular aperture of an axially symmetric parabolic reflector is made in terms of the statistical parameters of the random medium. The effeets of random surface errors on the focal region fields are discussed. The effects of both random medium and random surface on the focal region fields are considered in a unified form by the help of total error factor. Some properties of co-and cross-polar electric field components in the focal region, such as mean value, variance, mean power pattern, main lobe and sidelobe levels and related probabilities of exceeding certain levels, cross- polar isolation, polarization efficiency and crosscovariance function, are studied in case of a linearly polarized random plane wave incident in the axial direction on a symmetric parabolic reflector possessing random surface irregularities. It is observed that, the performance of the para bolic reflector antenna, generally, deteriorates as the vari ance of the total error and the ratio of the reflector dia-vi meter to the error correlation distance is increased. These cases are to be avoided in the design of parabolic reflector antennas, of whioh performance is very critical in frequency- reuse communication systems.