در این مقاله، یک رویکرد ترکیبی بر پایهی استفادهی همزمان از توابع پایهی بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک برای شکلدهی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارههای زمین ثابت (GEO) ارائه شده است. در این روش، اختلال سطح بازتابنده بهصورت مجموع بسطهای این دو تابع مدلسازی شده است و ضرایب بسط با بهرهگیری از روش بهینهسازی کمینبیش تعیین میشوند. از آنجا که توابع اسپلاین صفحهنازک با کمینهسازی انرژی خمش موجب ایجاد سطحی هموارتر میشوند و توابع بیاسپلاین توانایی بالایی در تنظیم دقیق الگوی تشعشع دارند، ترکیب این دو تابع به سطحی هموار و در عین حال دقیق منجر میگردد. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که روش ترکیبی پیشنهادی، با وجود کاهش حدود ده درصد در سرعت همگرایی و دقت نسبت به روش بیاسپلاین، موجب کاهش بیش از نود درصد در انرژی خمش سطح و در نتیجه ایجاد سطحی بهمراتب صافتر، یکنواختتر و از نظر ساخت پایدارتر میشود. همچنین، خطای ریشه میانگین مربعات (RMS) در فرآیند بهینهسازی در این روش حدود شصت درصد کمتر از روش مبتنی بر اسپلاین صفحهنازک خالص بهدست آمده است. این نتایج نشان میدهد که روش ارائهشده ضمن حفظ دقت الگوی تشعشع، سطحی هموارتر، کاراتر و از نظر ساخت، عملیتر و قابل اعتمادتر فراهم میکند و در مجموع نسبت به روشهای متداول کارایی بالاتری دارد.
[1] S. Landeros, R. Neri, and R. Samano, "A tutorial on the synthesis of single shaped reflectors in C, Ku and Ka bands," Electromagnetics, vol. 26, no. 2, pp. 131-154, 2006, https://doi.org/10.1080/02726340500486476.
[2] D. W. Duan and Y. Rahmat-Samii, "A generalized diffraction synthesis technique for high performance reflector antennas," IEEE Transaction Antennas and Propagation, vol. 43, no. 1, pp. 27–39, 1995, https://doi.org/10.1109/8.366348.
[3] B. Xiang, C. Wang, and P. Lian, "Effect of surface error distribution and aberration on electromagnetic performance of a reflector antenna," International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2019, no. 1, 2019, Art. no. 5062545, https://doi.org/10.1155/2019/5062545.
[4] B. Pinsard, D. Renaud, and H. Diez, "New surface expansion for fast PO synthesis of shaped reflector antennas," in 10th Tenth International Conference on Antennas and Propagation, Edinburgh, UK, 1997, https://doi.org/10.1049/cp:19970200.
[5] Y. Ban, C. S. Wang, C. S. Feng, W. Wang and B. Y. Duan, "B-spline surface fitting and simplified GO/PO analysis of subreflector correction for large cassegrain antenna distortion compensation," Research in Astronomy and Astrophysics, vol. 18, no. 7, 2018, Art. no. 079,https://doi.org/10.1088/1674-4527/18/7/79.
[6] R. C. Gupta, S. K. Sagi, K. P. Raja, N. K. Sharma, and R. Jyoti, "Shaped prime-focus reflector antenna for satellite communication," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 6, pp. 1945–1948, 2017, https://doi.org/10.1109/LAWP.2017.2689800.
[7] S. Mirhadi and I. Aryanian, "Reflector antenna shaping by regularized B-spline in conjunction with one-sided laest square optimization," Microwave and Optical Technology Letters, vol. 63, no. 10, pp. 2640-2645, 2021, https://doi.org/10.1002/mop.32956.
[8] S. L. Avila, W. P. Crapes, and J. A. Vasconcelos, "Optimization of an offset reflector antenna using genetic algorithms," IEEE Transactions on Magnetics, vol. 40, no. 2, pp. 1256-1259, 2004, https://doi.org/10.1109/TMAG.2004.825313.
[9] Y. X. Zhang, J. M. Fu, and W. B. Wang, "Frequency-domain principle of pattern multiplication for array-fed reflector or lens antennas," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 14, no.7, pp. 328–330, 2004, https://doi.org/10.1109/LMWC.2004.829268.
[10] F. Vipiana, G. Vecchi, and M. Sabbadini, "A multiresolution approach to contoured-beam antennas," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 55, no. 3, pp. 684–697, 2007, https://doi.org/10.1109/TAP.2007.891567.
[11] H. T. Chou, Y. T. Hsaio, P. H. Pathak, P. Nepa, and P. Janpugdee, "A fast DFT planar array synthesis tool for generating contourd beams," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 3, pp. 287–290, 2004, https://doi.org/10.1109/LAWP.2004.837504.
[12] S. Mirhadi, A. Hasani, and E. Kohhkan, "Smooth shaping of reflector antennas using radial basis functions for use in GEO satellite orbit," Radar, vol. 11, no. 1, pp. 15-22, 2023, (in Persian).
[13] K. Madsen, "An algorithm for minimax solution of overdetermined systems of non-linear equations," IMA Journal of Applied Mathematics, vol. 16, no. 3, pp. 321-328, 1975, https://doi.org/10.1093/imamat/16.3.321.
[14] S. Mirhadi, I. Aryanian, and A. Hasani, "Design of shaped dual reflector antenna using minimax optimization," Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, vol. 18, no. 3, pp. 21–28, 2021, (in Persian), https://doi.org/10.52547/jiaeee.18.3.21.
میرهادی,سلماسادات و حسنی,علی . (1404). شکلدهی ترکیبی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارهی GEO با استفاده از توابع بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک. (e235321). علوم و فناوری فضایی, (), e235321 doi: 10.22034/jsst.2025.1600
MLA
میرهادی,سلماسادات , و حسنی,علی . "شکلدهی ترکیبی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارهی GEO با استفاده از توابع بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک" .e235321 , علوم و فناوری فضایی, , , 1404, e235321. doi: 10.22034/jsst.2025.1600
HARVARD
میرهادی سلماسادات, حسنی علی. (1404). 'شکلدهی ترکیبی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارهی GEO با استفاده از توابع بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک', علوم و فناوری فضایی, (), e235321. doi: 10.22034/jsst.2025.1600
CHICAGO
سلماسادات میرهادی و علی حسنی, "شکلدهی ترکیبی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارهی GEO با استفاده از توابع بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک," علوم و فناوری فضایی, (1404): e235321, doi: 10.22034/jsst.2025.1600
VANCOUVER
میرهادی سلماسادات, حسنی علی. شکلدهی ترکیبی سطح آنتن بازتابنده در ماهوارهی GEO با استفاده از توابع بیاسپلاین و اسپلاین صفحه نازک. علوم و فناوری فضایی. 1404;():e235321 (In English). doi: 10.22034/jsst.2025.1600
