آنالیز و شبیه سازی آنتن مایکرواستریپ برای دو باند فرکانسی MHz 900 و MHz 1800 به روش FDTD – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:98
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

آنالیز و شبیه سازی آنتن مایکرواستریپ برای دو باند فرکانسی MHz 900 و MHz 1800 به روش FDTD – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب
چکیده…………………………………………………………۱
مقدمه………………………………………۲

فصل اول: آنتن های مایکرو استریپ ۴
۱-۱- مقدمه……………………………………………………………………..۵
۱-۲- ساختار آنتن مایکرواستریپ………………………………………………………۵
۱-۳- مزایا و محدودیت های آنتنهای مایکرواستریپ ……………………………….۶
۱-۳-۱- مزایا………………………………….۶
۱-۳-۲- معایب…………………………………………………..۶
۱- ۴-کاربرد ها……………………………………………………………………۶
۱-۵- دسته بندی آنتن های مایکرواستریپ………………………………………………………..۷
۱-۵- ۱- آنتن های مایکرو استریپ مستطیلی…………………………………۷
۱-۵-۲- آنتن های مایکرو استریپ مثلثی………………………………………………۸
۱-۵-۳- آنتن های مایکرو استریپ دایروی…………………………………..۹
۱-۵- ۴- آنتن های مایکرو استریپ موج رونده…………………………..۱۰
۱- ۵-۵- آنتن های مایکرو استریپ شکافی………………………………….۱۱
۱-۵-۶- آنتن های مایکرو استریپ با شکل های مختلف……………………….۱۱
۱-۶- مکانیزم تشعشع در یک آنتن مایکرواستریپ………………………………….۱۲
۱-۷- تغذیه آنتن مایکرواستریپ………………………………………………………۱۳
۱-۷-۱- تغذیه به روش خط مایکرواستریپ…………………………………۱۴
۱-۷-۲- تغذیه به روش کابل کواکسیال……………………………………………….۱۴
۱-۸- روش ها و مدل های تحلیل آنتنهای مایکرواستریپ………………………………۱۵
۱- ۸-۱- روش های تجربی………………………………………………………….۱۵
۱-۸-۲- روش های نیمه تجربی……………………………………………۱۵
۱-۸-۳- روش های تمام موج……………………………………………………۱۶

فصل دوم: روش تفاضل محدود در حوزه زمان ۱۷
۲-۱- مقدمه……………………………………………………………………۱۸
۲-۲- فرمول بندی FDTD در فضای سه بعدی……………………………..۱۹
۲- ۳- شرایط مرزی جذب کننده…………………………………………………….۲۶
۲-۳-۱- سطح تطبیق شده با روش میدان تقسیم شده………………………..۲۶
۲-۳-۱-۱- روش بدست آوردن معادلات PML ………………ا………………۲۷
۲-۳- ۲- شرط مرزی UPML ………………………..ا……………………۲۸
۲-۳-۲- ۱- پارامترهای مشخصه شرط مرزی UPML………….ا……………….. ۳۳
۲-۳-۲-۲- مقداردهی پارامترهای تلفات PML………………ا……………..۳۵

فصل سوم: تبدیل میدان نزدیک به میدان دور ۳۷
۳-۱- مقدمه…………………………………………………………….۳۸
۳-۲- اصل هم ارزی…………………………………….۳۸
۳-۳- میانگین گیری میدانهای الکتریکی و مغناطیسی…………………………………..۳۹
۳-۴- جریان های سطحی………………………………………………………….۴۰
۳-۵- محاسبه میدان های دور………………………………………….۴۱

فصل چهارم: طراحی و شبیه سازی آنتن ۴۵
۴-۱- مقدمه………………………………………………………….۴۶
۴-۲- آنتن مایکرواستریپ مثلثی……………………………………………….۴۶
۴-۳- فرکانس رزونانس………………………………………………………..۴۶
۴-۴- طراحی آنتن………………………………………………………………………….۴۸
۴-۴-۱- مدل آنتن در فضای FDTD ………………………………….ا……………………..۴۹
ح
۴-۴-۲- مدل سازی منبع…………………………………………۵۰
۴-۵- استخراج پارامترهای آنتن در حوزه فرکانس……………………….۵۱
۴-۶- بررسی نتایج……………………………………………………………….۵۲
۴-۶-۱- آنتن مایکرواستریپ patch مثلثی با یک خط تغذیه مایکرواستریپ……………..۵۲
۴- ۶- ۲- آنتن مایکرواستریپ patch مثلثی با دو خط تغذیه مایکرواستریپ…………………………۵۴
۴- ۶- ۳- آنتن مایکرواستریپ patch مثلثی با سه خط تغذیه مایکرواستریپ……………………..۵۷

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات ۶۱
۵-۱- نتیجه گیری…………………………………………………………..۶۲
۵-۲- پیشنهادات…………………………………………………………۶۳
پیوست ۱- فرم گسسته مولفه های میدان در ناحیه جاذبUPML ………………………ا………………..۶۴
فهرست منابع انگلیسی………………………………………….۶۸
چکیده انگلیسی…………………………………………..۷۰

چکیده
متقاضیان استفاده از تلفن همراه روز به روز بیشتر می شوند که این امر باعث بوجود آمدن تراکم رو به افزایشی برای اپراتورهای تلفن همراه و سرویس دهندگان آن شده است. یک راه افزایش ظرفیت این سیستمها استفاده از دو باند فرکانسی برای ارتباط است. مثلاً بدین طریق یک تلفن همراه باند دوگانه که قادر است در باند های ( GSM 1 (880 -960 MHz و (DCS 2(1710- 1880 MHz کار کند، دو برابر یک تلفن همراه تک باند به کانال های ارتباطی دسترسی دارد.
برای اجرای طرح نیاز به گوشی های دستی است که بتواند بطور همزمان در هر دو باند MHz 900 و MHz 1800 کار کند. یک شرط برای دو بانده شدن گوشی های دستی این است که آنتن های آن در هر دو باند کار کند و همینطور آنتن های ایستگاه های اصلی و سیستم های سلولی نیز این قابلیت را داشته باشند.
هدف از این پایان نامه این است که آنتن های میکرواستریپی که درگوشی های موبایل کاربرد دارند و دارای دو باند فرکانسی MHz 900 و MHz 1800 می باشند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان۳ ، افت بازگشتی، پهنای باند و پترن تشعشعی آنتن بدست آید. این روش یک روش آنالیزی مناسب و دارای دقت بالا در بدست آوردن مشخصه های مختلف آنتن به شمار می رود.
کلمات کلیدی: روش تفاضل محدود در حوزه زمان، روش مرزی UPML، تبدیل میدان نزدیک به دور

مقدمه
تکنولوژی آنتن های مایکرواستریپ در دو دهه اخیر، تحقیقات و مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. این آنتن ها با توجه به ساختار ساده، وزن کم و شکل همدیس خود ،برای کاربردهای فضایی و سیستم های موبایل بسیار مناسب هستند.
اغلب سیستم های مخابراتی امروزی نیازمند دو یا چند باند فرکانسی میباشند. این سیستم ها شامل:
سیستم های مخابرات سیار GSM/DCS، شبکه های کامپیوتری بیسیمWLAN ، سیستم های تعیین موقعیت جغرافیایی۲ GPS و یا حتی سیستم های راداری ۳ SAR که در چند باند فرکانسی کار میکند، میباشند.
مزایایی که سیستم باند دوگانه (۱۸۰۰ GSM/DCS) به عنوان اولین قدم در حرکت به سمت نسل سوم موبایل ارائه می دهد عبارتند از :
• قابلیت انعطاف در بازار با قیمت کم ( زیرا ۱۸۰۰ DCS شالوده GSM موجود را دارد).
• افزایش زیاد ظرفیت شبکه، پوشش خبری زیاد و متمرکز
• توانائی وسیعتر در رابطه با مسئله گردش بین شبکه های مختلف موبایل
• کیفیت صدای بالاتر و نرخ داده بالاتر
• اپراتور قادر است تا سرویس های جدیدی مثل ارتباطات بیسیم را در داخل مناطق مسکونی ایجاد کند .
در حال حاضر نیز در کشورهای زیادی سیستم های باند دوگانه در حال کار هستند.
بیشترین فایده استفاده از باند MHz 1800 افزایش فوق العاده در ظرفیت می باشد که این موضوع نیز در اثر پهنای باند بیشتر(۱۸۰۰ DCS) یعنی MHz 57 در مقابل پهنای باند (۹۰۰ GSM) یعنی MHz 52 بدست خواهد آمد.
تا کنون آنتن های میکرواستریپ با روش های گوناگونی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند که از جمله آنها می توان از مدل های خط انتقال، محفظه تشدید۴ و روشهای تحلیل عددی مثل روش ممان۵ و روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) و … نام برد که روش هایی مثل خط انتقال و
محفظه تشدید با تقریب زیادی همراه هستند و امروزه اکثراً از روش های تحلیل عددی استفاده می شود.
هدف از این پایان نامه این است که آنتن های میکرواستریپی که در گوشی های موبایل قابل کاربرد هستند و دارای باند دوگانه در فرکانس های MHz 900 و MHz 1800 می باشند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان، پهنای باند، محدوده فرکانسی که در آن آنتن می تواند کار کند و تلفات برگشتی آنتن بدست آید.
در این گزارش پایاننامه، ابتدا در فصل اول، مروری کوتاه بر آنتن های مایکرواستریپ کرده و در فصل دوم، به بررسی اصول کلی روش FDTD در تحلیل ساختارهای تشعشعی پرداخته شده و جزئیات چگونگی تحلیل آنتن مورد نظر در فضای FDTD مورد بررسی قرار می گیرد. سپس درفصل سوم ،تبدیل روش میدان نزدیک به میدان دور مورد بررسی قرار می گیرد. درفصل چهارم، به تعریف و طراحی مسأله پرداخته و نتایج حاصل از کد FDTD (نتایج حاصل از شبیهسازی) ارائه می گردد. در نهایت در فصل پنجم مروری کلی بر نتایج بدست آمده از این پایان نامه خواهم داشت .

نتیجه گیری
در این پایاننامه، طراحی و تحلیل آنتن مایکرواستریپ patch مثلثی با تغذیه های یک ، دو و سهگانه مورد بررسی قرار گرفت و از روش FDTD برای تحلیل این آنتن استفاده شد.
تغذیه آنتن با استفاده از خطوط مایکرواستریپ که بر روی همان زیرلایه آنتن چاپ میشوند، صورت گرفته و از اعمال میدان تشعشعی عمودی در زیر هر پورت ورودی به عنوان منبع استفاده شده است .
نتایج حاصل از این طراحی نشان میدهد که با تغذیه آنتن از سه طرف و اعمال اختلاف فاز مناسب بین پورتها میتوان به افت بازگشتی و پترن تشعشعی مناسب دست یافت.
روش حل FDTD یک روش دقیق در تحلیل ساختارهای مایکروویوی و مسائل تشعشعی میباشد. با وجود پیچیده بودن این روش در تهیه کد تحلیل و طولانی بودن زمان اجرای برنامه، اما دقت زیاد این روش در تحلیل مسائل، باعث مورد توجه قرار گرفتن این روش در تحلیل آنتن مورد نظر بوده است.
در کد FDTD نوشته شده در نرم افزار Matlab از شرط مرزی UPML به عنوان مرز جاذب استفاده
شده است. این شرط مرزی نظیر شرط مرزی PML دارای حداقل توان برگشتی میباشد. پیادهسازی UPML نسبت به PML پیچیدگی و حجم محاسبات کمتری دارد. از طرفی UPML نسبت به شرط مرزی MUR دارای خطای انعکاس توان بسیار کمتری است. لذا شرط مرزی UPML با وجود پیچیدگی بیشتر نسبت به شرط مرزی MUR انتخاب شده است.
برای بدست آوردن پارامترهای میدان دور آنتن و رسم پترن تشعشعی آن از تبدیل میدان نزدیک به
میدان دور در حوزه فرکانس استفاده شد. در اینجا با توجه به امتداد زیرلایه و خطوط تغذیه به داخل مرز UPML، از ایده در نظر گرفتن یک صفحه بزرگ در بالای آنتن و محاسبه بردارهای پتانسیل میدان دور با استفاده از جریانهای سطحی بر روی این دهانه، استفاده شده است. آنتن برای فرکانس رزونانس ۹۰۰ و ۱۸۰۰ مگاهرتز طراحی شده است و نتایج بدست آمده به شرح زیر است:
پورت ۱ در فرکانس رزونانس ۹۰۰ مگاهرتز برای ۲ ≤ VSWR دارای پهنای باند امپدانسی در حدود ۴۱ مگاهرتز و در فرکانس رزونانس ۱۸۰۰ مگاهرتز در حدود ۷۵ مگاهرتز می باشد.
پورت ۲ در فرکانس رزونانس ۹۰۰ مگاهرتز برای ۲ ≤ VSWR دارای پهنای باند امپدانسی در حدود ۲۱ مگاهرتز و در فرکانس رزونانس ۱۸۰۰ مگاهرتز در حدود ۷۵ مگاهرتز می باشد.
پورت ۳ در فرکانس رزونانس ۹۰۰ مگاهرتز برای ۲ ≤ VSWR دارای پهنای باند امپدانسی در حدود ۲۱ مگاهرتز و در فرکانس رزونانس ۱۸۰۰ مگاهرتز در حدود ۷۵ مگاهرتز می باشد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط