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
چكيده…………………………………………………………1
مقدمه………………………………………2

فصل اول: آنتن هاي مايكرو استريپ 4
1-1- مقدمه……………………………………………………………………..5
1-2- ساختار آنتن مايكرواستريپ………………………………………………………5
1-3- مزايا و محدوديت هاي آنتنهاي مايكرواستريپ ……………………………….6
1-3-1- مزايا………………………………….6
1-3-2- معايب…………………………………………………..6
1- 4-كاربرد ها……………………………………………………………………6
1-5- دسته بندي آنتن هاي مايكرواستريپ………………………………………………………..7
1-5- 1- آنتن هاي مايكرو استريپ مستطيلي…………………………………7
1-5-2- آنتن هاي مايكرو استريپ مثلثي………………………………………………8
1-5-3- آنتن هاي مايكرو استريپ دايروي…………………………………..9
1-5- 4- آنتن هاي مايكرو استريپ موج رونده…………………………..10
1- 5-5- آنتن هاي مايكرو استريپ شكافي………………………………….11
1-5-6- آنتن هاي مايكرو استريپ با شكل هاي مختلف……………………….11
1-6- مكانيزم تشعشع در يك آنتن مايكرواستريپ………………………………….12
1-7- تغذيه آنتن مايكرواستريپ………………………………………………………13
1-7-1- تغذيه به روش خط مايكرواستريپ…………………………………14
1-7-2- تغذيه به روش كابل كواكسيال……………………………………………….14
1-8- روش ها و مدل هاي تحليل آنتنهاي مايكرواستريپ………………………………15
1- 8-1- روش هاي تجربي………………………………………………………….15
1-8-2- روش هاي نيمه تجربي……………………………………………15
1-8-3- روش هاي تمام موج……………………………………………………16

فصل دوم: روش تفاضل محدود در حوزه زمان 17
2-1- مقدمه……………………………………………………………………18
2-2- فرمول بندي FDTD در فضاي سه بعدي……………………………..19
2- 3- شرايط مرزي جذب كننده…………………………………………………….26
2-3-1- سطح تطبيق شده با روش ميدان تقسيم شده………………………..26
2-3-1-1- روش بدست آوردن معادلات PML ………………ا………………27
2-3- 2- شرط مرزي UPML ………………………..ا……………………28
2-3-2- 1- پارامترهاي مشخصه شرط مرزي UPML………….ا……………….. 33
2-3-2-2- مقداردهي پارامترهاي تلفات PML………………ا……………..35

فصل سوم: تبديل ميدان نزديك به ميدان دور 37
3-1- مقدمه…………………………………………………………….38
3-2- اصل هم ارزي…………………………………….38
3-3- ميانگين گيري ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي…………………………………..39
3-4- جريان هاي سطحي………………………………………………………….40
3-5- محاسبه ميدان هاي دور………………………………………….41

فصل چهارم: طراحي و شبيه سازي آنتن 45
4-1- مقدمه………………………………………………………….46
4-2- آنتن مايكرواستريپ مثلثي……………………………………………….46
4-3- فركانس رزونانس………………………………………………………..46
4-4- طراحي آنتن………………………………………………………………………….48
4-4-1- مدل آنتن در فضاي FDTD ………………………………….ا……………………..49
ح
4-4-2- مدل سازي منبع…………………………………………50
4-5- استخراج پارامترهاي آنتن در حوزه فركانس……………………….51
4-6- بررسي نتايج……………………………………………………………….52
4-6-1- آنتن مايكرواستريپ patch مثلثي با يك خط تغذيه مايكرواستريپ……………..52
4- 6- 2- آنتن مايكرواستريپ patch مثلثي با دو خط تغذيه مايكرواستريپ…………………………54
4- 6- 3- آنتن مايكرواستريپ patch مثلثي با سه خط تغذيه مايكرواستريپ……………………..57

فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات 61
5-1- نتيجه گيري…………………………………………………………..62
5-2- پيشنهادات…………………………………………………………63
پيوست 1- فرم گسسته مولفه هاي ميدان در ناحيه جاذبUPML ………………………ا………………..64
فهرست منابع انگليسي………………………………………….68
چكيده انگليسي…………………………………………..70

چكيده
متقاضيان استفاده از تلفن همراه روز به روز بيشتر مي شوند كه اين امر باعث بوجود آمدن تراكم رو به افزايشي براي اپراتورهاي تلفن همراه و سرويس دهندگان آن شده است. يك راه افزايش ظرفيت اين سيستمها استفاده از دو باند فركانسي براي ارتباط است. مثلاً بدين طريق يك تلفن همراه باند دوگانه كه قادر است در باند هاي ( GSM 1 (880 -960 MHz و (DCS 2(1710- 1880 MHz كار كند، دو برابر يك تلفن همراه تك باند به كانال هاي ارتباطي دسترسي دارد.
براي اجراي طرح نياز به گوشي هاي دستي است كه بتواند بطور همزمان در هر دو باند MHz 900 و MHz 1800 كار كند. يك شرط براي دو بانده شدن گوشي هاي دستي اين است كه آنتن هاي آن در هر دو باند كار كند و همينطور آنتن هاي ايستگاه هاي اصلي و سيستم هاي سلولي نيز اين قابليت را داشته باشند.
هدف از اين پايان نامه اين است كه آنتن هاي ميكرواستريپي كه درگوشي هاي موبايل كاربرد دارند و داراي دو باند فركانسي MHz 900 و MHz 1800 مي باشند، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته و با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان3 ، افت بازگشتي، پهناي باند و پترن تشعشعي آنتن بدست آيد. اين روش يك روش آناليزي مناسب و داراي دقت بالا در بدست آوردن مشخصه هاي مختلف آنتن به شمار مي رود.
كلمات كليدي: روش تفاضل محدود در حوزه زمان، روش مرزي UPML، تبديل ميدان نزديك به دور

مقدمه
تكنولوژي آنتن هاي مايكرواستريپ در دو دهه اخير، تحقيقات و مطالعات زيادي را به خود اختصاص داده است. اين آنتن ها با توجه به ساختار ساده، وزن كم و شكل همديس خود ،براي كاربردهاي فضايي و سيستم هاي موبايل بسيار مناسب هستند.
اغلب سيستم هاي مخابراتي امروزي نيازمند دو يا چند باند فركانسي ميباشند. اين سيستم ها شامل:
سيستم هاي مخابرات سيار GSM/DCS، شبكه هاي كامپيوتري بيسيمWLAN ، سيستم هاي تعيين موقعيت جغرافيايي2 GPS و يا حتي سيستم هاي راداري 3 SAR كه در چند باند فركانسي كار ميكند، ميباشند.
مزايايي كه سيستم باند دوگانه (1800 GSM/DCS) به عنوان اولين قدم در حركت به سمت نسل سوم موبايل ارائه مي دهد عبارتند از :
• قابليت انعطاف در بازار با قيمت كم ( زيرا 1800 DCS شالوده GSM موجود را دارد).
• افزايش زياد ظرفيت شبكه، پوشش خبري زياد و متمركز
• توانائي وسيعتر در رابطه با مسئله گردش بين شبكه هاي مختلف موبايل
• كيفيت صداي بالاتر و نرخ داده بالاتر
• اپراتور قادر است تا سرويس هاي جديدي مثل ارتباطات بيسيم را در داخل مناطق مسكوني ايجاد كند .
در حال حاضر نيز در كشورهاي زيادي سيستم هاي باند دوگانه در حال كار هستند.
بيشترين فايده استفاده از باند MHz 1800 افزايش فوق العاده در ظرفيت مي باشد كه اين موضوع نيز در اثر پهناي باند بيشتر(1800 DCS) يعني MHz 57 در مقابل پهناي باند (900 GSM) يعني MHz 52 بدست خواهد آمد.
تا كنون آنتن هاي ميكرواستريپ با روش هاي گوناگوني مورد بررسي و تحليل قرار گرفته اند كه از جمله آنها مي توان از مدل هاي خط انتقال، محفظه تشديد4 و روشهاي تحليل عددي مثل روش ممان5 و روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) و … نام برد كه روش هايي مثل خط انتقال و
محفظه تشديد با تقريب زيادي همراه هستند و امروزه اكثراً از روش هاي تحليل عددي استفاده مي شود.
هدف از اين پايان نامه اين است كه آنتن هاي ميكرواستريپي كه در گوشي هاي موبايل قابل كاربرد هستند و داراي باند دوگانه در فركانس هاي MHz 900 و MHz 1800 مي باشند، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته و با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان، پهناي باند، محدوده فركانسي كه در آن آنتن مي تواند كار كند و تلفات برگشتي آنتن بدست آيد.
در اين گزارش پاياننامه، ابتدا در فصل اول، مروري كوتاه بر آنتن هاي مايكرواستريپ كرده و در فصل دوم، به بررسي اصول كلي روش FDTD در تحليل ساختارهاي تشعشعي پرداخته شده و جزئيات چگونگي تحليل آنتن مورد نظر در فضاي FDTD مورد بررسي قرار مي گيرد. سپس درفصل سوم ،تبديل روش ميدان نزديك به ميدان دور مورد بررسي قرار مي گيرد. درفصل چهارم، به تعريف و طراحي مسأله پرداخته و نتايج حاصل از كد FDTD (نتايج حاصل از شبيهسازي) ارائه مي گردد. در نهايت در فصل پنجم مروري كلي بر نتايج بدست آمده از اين پايان نامه خواهم داشت .

نتيجه گيري
در اين پاياننامه، طراحي و تحليل آنتن مايكرواستريپ patch مثلثي با تغذيه هاي يك ، دو و سهگانه مورد بررسي قرار گرفت و از روش FDTD براي تحليل اين آنتن استفاده شد.
تغذيه آنتن با استفاده از خطوط مايكرواستريپ كه بر روي همان زيرلايه آنتن چاپ ميشوند، صورت گرفته و از اعمال ميدان تشعشعي عمودي در زير هر پورت ورودي به عنوان منبع استفاده شده است .
نتايج حاصل از اين طراحي نشان ميدهد كه با تغذيه آنتن از سه طرف و اعمال اختلاف فاز مناسب بين پورتها ميتوان به افت بازگشتي و پترن تشعشعي مناسب دست يافت.
روش حل FDTD يك روش دقيق در تحليل ساختارهاي مايكروويوي و مسائل تشعشعي ميباشد. با وجود پيچيده بودن اين روش در تهيه كد تحليل و طولاني بودن زمان اجراي برنامه، اما دقت زياد اين روش در تحليل مسائل، باعث مورد توجه قرار گرفتن اين روش در تحليل آنتن مورد نظر بوده است.
در كد FDTD نوشته شده در نرم افزار Matlab از شرط مرزي UPML به عنوان مرز جاذب استفاده
شده است. اين شرط مرزي نظير شرط مرزي PML داراي حداقل توان برگشتي ميباشد. پيادهسازي UPML نسبت به PML پيچيدگي و حجم محاسبات كمتري دارد. از طرفي UPML نسبت به شرط مرزي MUR داراي خطاي انعكاس توان بسيار كمتري است. لذا شرط مرزي UPML با وجود پيچيدگي بيشتر نسبت به شرط مرزي MUR انتخاب شده است.
براي بدست آوردن پارامترهاي ميدان دور آنتن و رسم پترن تشعشعي آن از تبديل ميدان نزديك به
ميدان دور در حوزه فركانس استفاده شد. در اينجا با توجه به امتداد زيرلايه و خطوط تغذيه به داخل مرز UPML، از ايده در نظر گرفتن يك صفحه بزرگ در بالاي آنتن و محاسبه بردارهاي پتانسيل ميدان دور با استفاده از جريانهاي سطحي بر روي اين دهانه، استفاده شده است. آنتن براي فركانس رزونانس 900 و 1800 مگاهرتز طراحي شده است و نتايج بدست آمده به شرح زير است:
پورت 1 در فركانس رزونانس 900 مگاهرتز براي 2 ≤ VSWR داراي پهناي باند امپدانسي در حدود 41 مگاهرتز و در فركانس رزونانس 1800 مگاهرتز در حدود 75 مگاهرتز مي باشد.
پورت 2 در فركانس رزونانس 900 مگاهرتز براي 2 ≤ VSWR داراي پهناي باند امپدانسي در حدود 21 مگاهرتز و در فركانس رزونانس 1800 مگاهرتز در حدود 75 مگاهرتز مي باشد.
پورت 3 در فركانس رزونانس 900 مگاهرتز براي 2 ≤ VSWR داراي پهناي باند امپدانسي در حدود 21 مگاهرتز و در فركانس رزونانس 1800 مگاهرتز در حدود 75 مگاهرتز مي 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