آنتن ریزنوار با اسلات بیضوی و تغذیه ی CPW با Tuning Stub چند حلقهای دایروی برای کاربردهای UWB – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:193
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

آنتن ریزنوار با اسلات بیضوی و تغذیه ی CPW با Tuning Stub چند حلقهای دایروی برای کاربردهای UWB – 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

۱ چکیده
۲ مقدمه
۳ فصل اول: مقدمهای بر سیستمهای UWB
۴ ۱ -۱- مقدمه
۴ ۱ -۲- تعریف UWB
۷ ۱ -۳- تکنولوژی UWB
۱۲ ۱ -۴- تاریخچه تکنولوژی UWB
۱۳ ۱ -۵- مزایای سیستم UWB
۱۳ ۱- ۵-۱- دیتا با سرعت بالا در شبکه های چند کاربره
۱۳ ۱- ۵-۲- حاشیهی محو شوندگی بالا
۱۴ ۱- ۵-۳- تفکیک پذیری فوقالعاده در کانالهای چند مسیری
۱۵ ۱- ۵-۴- سخت افزار سادهتر، کوچکتر و ارزانتر
۱۶ ۱- ۵-۵- کاهش تداخل
۱۷ ۱- ۵-۶- قابلیت نفوذ در دیوارها و زمین
۱۸ ۱ -۶- معایب سیستمهای UWB
۱۸ ۱- ۶-۱- تعداد زیاد مسیرهای دریافتی
۱۸ ۱- ۶-۲- پراکندگی زاویهی ورود
۱۸ ۱- ۶-۳- زمان همزمان سازی طولانی
۱۹ ۱ -۷- کاربردهای سیستمهای UWB
۱۹ ۱- ۷-۱- رادار
۱۹ ۱- ۷-۲- مکان یابی
۲۰ ۱- ۷-۳- مخابرات بی سیم

فصل دوم: معرفی آنتنهای UWB………ا ۲۱
۲ -۱- مقدمه……………………… ۲۲
۲ -۲- تاریخچهی آنتنهای UWB…ا………… ۲۲
۲ -۳- بررسی خواص یک آنتن UWB…………..ا……. ۲۳
۲ -۴- معرفی انواع آنتنهای UWB…………………………ا…. ۲۵
۲- ۴-۱- آنتن کونیکال ……………………… ۲۵
۲- ۴-۲- آنتن هورن TEM ……………….ا ۳۱
۲- ۴-۳- آنتنهای حلزونی …….. ۳۳
۲- ۴-۴- آنتنهای چهار مربعی ………………….. ۳۴
۲- ۴-۵- آنتن حفره کواکسیال با پاشندگی کم …………. ۳۷
۲- ۴-۶- آنتن مونوپل قفسهای و هلیکس دارای sleeve ……….ا…. ۳۸
۲- ۴-۷- آ نتن ایمپالسی (IRA) ……..ا………….. ۳۹
۲- ۴-۸- آنتن ایمپالیسی چتری (CIRA) …………………ا.. ۴۰
فصل سوم: مقدمهای بر آنتنهای میکرواستریپ…………………….. ۴۱
۳ -۱- مقدمه………………………………… ۴۲
۳ -۲- تعریف آنتنهای ریزنوار…………………………… ۴۳
۳ -۳- انواع آنتنهای ریزنوار……………………….. ۴۳
۳- ۳-۱- آ نتنهای پچ ریزنوار ………………….. ۴۴
۳- ۳-۲- آنتنهای دوقطبی ریزنوار …………………. ۴۴
۳- ۳-۳- آنتنهای اسلات ریزنوار …………………….. ۴۵
۳- ۳-۴- آنتنهای ریزنوار موج رونده ………………………….. ۴۶
۳ -۴- مدلها و تکنیکهای تغذیه………………………………. ۴۷
۳ ۴-۱- تغذیه کواکسیال…………………. ۴۸
۳ ۴-۲- تغذیه با خط ریزنوار………………………….. ۵۰
ز
۳- ۴-۳- تغذیه به روش تزویج مجاورتی ………………………… ۵۱
۳- ۴-۴- تغذیه به روش تزویج روزنهای ……………………. ۵۲
۳- ۴-۵- تغذیه به روش موجبر همصفحه CPW ……ا….. ۵۴
۳ -۵- روشها و مدلهای تحلیل آنتنهای ریزنوار…………….. ۵۶
۳- ۵-۱- روش تجربی …………………. ۵۶
۳- ۵-۱-۱- مدل خط انتقال …………………….. ۵۷
۳- ۵-۱-۲- مدل حفره …………………………. ۵۷
۳- ۵-۲- مدلهای نیمه تجربی ………………………….. ۵۹
۳- ۵-۳- روش تمام موج………………… ۵۹
۳ -۶- بررسی عملکرد امواج سطحی در آنتن ریزنوار……………………. ۶۰
۳ -۷- تعیین موقعیت نقطهی تغذیه در آنتن ریزنوار…………. ۶۱
۳ -۸- امپدانس ورودی در آنتن ریزنوار…………………. ۶۲
۳ -۹- تأثیر زمین محدود در آنتن ریزنوار……………………. ۶۳
۳ -۱۰- بررسی مزایا و معایب آنتن ریزنوار………………………….. ۶۳
۳- ۱۰- ۱- مزایای آنتنهای ریزنوار ……………. ۶۳
۳- ۱۰- ۲- معایب آنتنهای ریزنوار …………………….. ۶۳
۳ -۱۱- برخی از کاربردهای مهم آنتن ریزنوار……………………….. ۶۴
۳ -۱۲- پارامترهای مؤثر در طراحی آنتن ریزنوار مستطیلی……………. ۶۴
۳- ۱۲- ۱- انتخاب زیرلایه ………………………. ۶۵
۳- ۱۲- ۲- پهنا و طول آنتن……………… ۶۵
۳- ۱۲- ۳- پهنای بیم ……………………………… ۶۵
۳- ۱۲- ۴- سمتگرائی و بهره………………………………. ۶۶
۳ ۱۲- ۵- توان تشعشعی و مقاومت تشعشعی ………………. ۶۷
۳ ۱۲- ۶- تلفات و ضریب کیفیت …………… ۶۷
۳- ۱۲- ۷- پهنای باند ……………………… ۶۸
۳- ۱۲- ۸- کارآیی تشعشعی…………………………. ۶۹
۳- ۱۲- ۹- محل تغذیهی آنتن…………………. ۶۹
۳- ۱۲- ۱۰- پلاریزاسیون……………………………….. ۷۰
فصل چهارم: موجبر همصفحه متداول……………… ۷۱
۴ -۱- مقدمه………………………………………….. ۷۲
۴ -۲- مؤلفهها، مدارات و سیستم موجبر همصفحه……………………… ۷۲
۴- ۲-۱- مزایای مدارات موجبر همصفحه……………… ۷۲
۴- ۲-۱-۱- طراحی …………………………………. ۷۲
۴- ۲-۱-۲- ساخت…………………… ۷۳
۴- ۲-۱-۳- عملکرد ………………….. ۷۳
۴- ۲-۲- انواع موجبرهای همصفحه……………………….. ۷۴
۴- ۲-۳- چند نمونه از کاربردهای موجبرهای همصفحه……………. ۷۵
۴ -۳- موجبر همصفحه متداول (CCPW)…………………………ا. ۷۶
۴- ۳-۱- CCPW روی یک زیرلایهی دیالکتریک چندلایهای……………. ۷۶
۴- ۳-۱-۱- بیان تحلیلی بر پایهی تکنیکهای نگاشت ………………… ۷۶
۴- ۳-۱-۲- موجبر همصفحه متداول روی یک زیرلایه با ضخامت محدود…… ۸۰
۴- ۳-۲- مولفههای میدان موجبر همصفحه……………… ۸۳
فصل پنجم: معرفی آنتنهای اسلات ریزنوار……………… ۸۸
۵ -۱- مقدمه……………………………. ۸۹
۵ -۱- معرفی……………………….. ۹۰
۵ -۳- روشهای تغذیهی آنتنهای اسلات ریزنوار……………………….. ۹۰
۵ ۳-۱- آنتنهای اسلات تغذیه شده با خط ریزنوار……………. ۹۱
۵ ۳-۲- آنتنهای اسلات تغذیه شده با موجبر سطحی…………………… ۹۳
۵ -۴- روشهای پهن باند کردن آنتنهای اسلات……………………. ۹۴
۵ -۵- معرفی انواع آنتنهای اسلات ریزنوار………………………… ۹۴
۵- ۵-۱- آنتنهای اسلات ریزنوار مونوپل…………………….. ۹۴
۵- ۵-۱-۱- آنتن اسلات ریزنوار مستقیم…………… ۹۴
۵- ۵-۱-۲- آنتن اسلات ریزنوار L شکل………………. ۹۶
۵- ۵-۱-۳- آنتن اسلات ریزنوار به شکل T وارونه……………… ۹۷
۵- ۵-۲- آنتن اسلات باریک شونده……………………….. ۹۹
۵- ۵-۳- آنتن اسلات حلقه مربعی…………………….. ۱۰۰
فصل ششم: آنتن ریزنوار با اسلات بیضوی و تغذیهی با Tuning Stub CPW
چند حلقهای دایروی………………….. ۱۰۳
۶- ۱- مقدمه……………………………. ۱۰۴
۶- ۲- محاسبهی مشخصات CPW معمولی با زمین و ضخامت محدود…………….. ۱۰۴
۶- ۳- شکل پایهی آنتن اسلات بیضوی با تغذیهی CPW………..ا……… ۱۰۶
۶- ۴- بررسی مشخصات آنتن پیشنهادی…………… ۱۰۷
۶-۴-۱- تلفات برگشتی و تطبیق امپدانسی……………… ۱۰۷
۶-۴-۲- پلاریزاسیون آنتن اسلات بیضوی……………………. ۱۱۰
۶-۴-۳- پترن تشعشعی…………………………. ۱۱۲
۶-۴-۴- اساس کار آنتن………………………….. ۱۱۳
۶-۴-۵- پترن تشعشعی آنتن اسلات بیضوی……………….. ۱۱۴
۶- ۵- مقایسه آنتن شبیهسازی شده و آنتن ساخته شده…………………… ۱۱۶
۶- ۶- پارامترهای آنتن و بررسی نتایج شبیهسازیها………………….. ۱۱۸
۶-۶-۱- اثرات تغییرات پارامترهای اسلات…………………………. ۱۱۸
۶-۶-۲- اثرات ضخامت زیرلایه و ضریب دیالکتریک…………………. ۱۱۸
۶- ۷- استفاده از منعکسکننده برای یک جهته کردن و افزایش بهرهی آنتن…………….. ۱۲۰
فصل هفتم : نتایج و پیشنهادات………………………… ۱۲۵
۷ -۱- نتایج……………………………………………. ۱۲۶
۷ -۲- ارایهی پیشنهادات………………………………… ۱۲۷
۷ -۳- دستاوردهای علمی……………………………… ۱۲۷
مراجع…………………………………………………… ۱۲۸
چکیده ی اتگلیسی……………………………… ۱۳۴

چکیده:
به دلیل نیاز مخابرات بیسیم به پهنای باند بالا برای انتقال هر چه بیشتر اطلاعات نیاز به آنتنهایی که بتوانند برای باندهای بسیار وسیع کاربرد داشته باشند بیش از پیش احساس شد. با ارائهی سیستمهای نوینی نظیر UWB که پهنای باند بالای چند گیگا هرتز را میطلبد زمینه برای فعالیت طراحان آنتن گسترش یافت. امروزه آنتنهای UWB به عنوان یکی از بهترین نمونهها در میان آنتنهای دیگر شناخته شده است که در دهههای اخیر پیشرفتهای بسیاری را به خود دیده است. اغلب این پیشرفتها در راستای افزایش پهنایباند امپدانسی، بهبود مشخصات تشعشعی (پترن و بهره) و همچنین کاهش ابعاد آن بوده است. میتوان آنتنهای UWB را به پنج گروه اصلی، آنتن های مستقل از فرکانس، آنتنهای خود مکمل، آنتنهای المان کوچک، آنتنهای traveling wave و آنتن چند روزنانسه تقسیم بندی نمود. این آنتنها کاربردهای ویژه و جذابی دارند.
در این پایان نامه یک آنتن میکرواستریپی اسلات با تغذیهی CWB برای کاربرد های باند وسیع ارائه شده است. آنتن پیشنهادی علاوه بر عملکرد در یک باند وسیع تقریباَ ۲۰ گیگا هرتز، مزیت دارا بودن ساختار کوچک را نیز دارد.

مقدمه:
با مشخص شدن و تصویب قوانین مربوط به سیستمهایUWB در ایالات متحده در سال ۲۰۰۲ و نیز دیگر سیستمهای مخابرات بیسیم، عرصه فعالیت برای محققان و طراحان آنتنهای باند وسیع بیش از پیش گسترش یافت و از آن زمان تاکنون مقالات مختلفی در کنفرانسها و مجلات علمی معتبر دنیا در این خصوص انتشار یافته است و آنتنهای گوناگونی معرفی شده اند .از جمله آنتنهایی که برای این منظور طراحی شده و در مقالات آمده اند آنتنهای ریزنوار میباشند که دارای ساختارهای مختلف و نیز اشکال مختلفی میباشند. آنتنهای بکار گرفته شده در تکنولوژی UWB علاوه بر پهنایباند امپدانسی بالا باید دارای مشخصات تشعشعی مناسب (از جمله پترن تشعشعی همهجهته، راندمان بالا و تغییرات کم برای بهره در کل باند) ابعاد کوچک و ساختاری مسطح نیز باشند.
از جمله کاربردهایی که اخیراَ برای این نوع ار آنتنها معرفی شده است میتوان به مورد استفاده قرار گرفتن در مدارات RFID، شبکههای جستجوگر، رادار و همچنین شبکههای ارتباطی محلی همچون WLAN اشاره کرد.
انواع مختلفی از ساختارها برای بدست آوردن پهنایباند امپدانسی بالا ارائه شده وتحقیقات گستردهای برای پیشرفت عملکرد هر کدام انجام گرفته است. آنتنهای پچ ریزنوار با تغذیهی کابل کواکسیال، انواع آنتنهای چاپی با تغذیهی خط ریزنوار و آنتنهای اسلات با تغذیهی CPW از نمونههای مهم آنها محسوب میشوند که برای داشتن کارایی در سیستم UWB دارای مزایا و معایب خاص خود میباشند.
این پایان نامه شامل شش فصل است که در ابتدا به مقدمهای بر سیستمهای UWB و تاریخچهی تکنولوژی UWB و مزایا و معایب آن اشاره میشود. فصل دوم به معرفی آنتنهای UWB و تاریخچهی این آنتنها اشاره دارد. در فصل سوم آنتنهای ریزنوار و مکانیسم تشعشعی در این آنتنها، انواع آنتنهای ریزنوار، روشهای تغذیه در این آنتنها، مدل ریاضی آنها و امواج سطحی مرور میگردد. این فصل اشاره بر روشهای تحلیل آنتنهای ریزنوار و مزایا و معایب هر کدام از آنها دارد. دو مدل خط انتقال و مدل حفره در تحلیل این آنتنها در این بخش مطالعه و بررسی میشوند. در فصل چهارم موجبر همصفحه که یکی از روشهای تغذیهی آنتنهای ریزنوار میباشد و اساس تغذیهی آنتن بررسی شده در این پایاننامه است، بطور کامل مورد بررسی قرار گرفته و مزایای آن نسبت به سایر روشهای تغذیه ذکر میگردد. در فصل پنجم آنتنهای اسلات ریزنوار، مزایا، معایب، کاربرد و مسائل مهم در این نوع آنتنها مورد بحث قرار میگیرد. سرانجام در فصل ششم فرآیند طراحی آنتن با اسلات بیضوی و تغذیه با موجبر همصفحه برای دو حالت استفاده از منعکسکننده و بدون آن بررسی شده و نتایج بدست آمده از شبیهسازیها با نتایج ساخت مقایسه می -گردد. برای شبیه سازی از نرم افزار HFSS استفاده شده است. این نرم افزار بر اساس حل تمام موج به روش ممان تحلیل را انجام میدهد و برای ساخت آنتن، این نرمافزار به عنوان نرمافزار مبنا بوده است. در پایان نتیجهگیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار ذکر شده است.

نتایج
در پروژهی حاضر دو ساختار که از تکنیک مالتی رزوناتور برای افزایش پهنایباند در آنها استفاده شده بود معرفی شد. در مقایسه با آنتنهای مشابه قبلی، پهنایباند نسبت به ساختارهای دیگر به میزان قابل توجه GHz14 افزایش یافته است. در نهایت ساختار اول مورد ساخت و اندازهگیری قرار گرفت که نتاج مربوط به آن مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق آنتن اسلات بیضوی پهن باند با تشعشع دو جهته و یک جهته که دارای پهنایباندی نزدیک dB20 میباشند طراحی شدند. همچنین در مقایسه با مدلهای مشابه آنتن اسلات، این دو ساختار دارای تطبیق امپدانسی بهتری میباشند. هر دو آنتن، دارای خصوصیات مورد نیاز برای کاربرد درسیستمهای UWB میشند.
– اختلاف بین نتایج اندازهگیری و شبیهسازی میتواند از عدم دقت کافی در پروسهی ساخت واندازهگیری، عدم اطمینان به نفوذپذیری الکتریکی زیرلایه و تلورانس خطایی که توسط تولید کننده برای آن مشخص شده و همچنین خطاهای عددی که بین نتایج شبیهسازی ممکن است وجود داشته باشند، ناشی شود. در ادامه به چندین نتیجهی بدست آمده اشاره میشود.
– ازTuning stub برای بهبود تطبیق امپدانسی آنتن استفاده شد.
– پهنایباند امپدانسی شبیهسازی شدهی معادل، برای آنتن اسلات بیضوی CPW بدون منعکسکننده، GHz1/21 میباشد.
– پهنایباند امپدانسی اندازهگیری شدهی معادل، برای آنتن اسلات بیضوی CPW بدون منعکسکننده، GHz88/17 میباشد.
– هر چقدر اسلات کوچک باشد تشعشع کم بوده ولی شدت تشعشع که رابطهی مستقیمی با بهرهی آنتن دارد بیشتر خواهد بود، و هر چقدر اندازهی اسلات بزرگ باشد تشعشع زیاد خواهد بود
– آنتن در جهت Z دارای پترن Bidirectional بوده و بصورت پهلو آتش در سرتاسر باند تطبیق تشعشع میکند.
– با افزایش فرکانس پترن خرابتر شده و جهتیتر میگردد ولی هنوز به صورتBidirectional میباشد.
– آنتن اسلات بیضوی در کل بازهی UWB دارای پلاریزاسیون خطی میباشد.
– شبیهسازیها نشان میدهد که با بزرگتر شدن اندازهی اسلات فرکانس قطع پایین آنتن کاهش مییابد.
– در آنتنهای CPW با کاهش ضخامت زیرلایه پهنایباند امپدانسی نیز افزایش مییابد.
– از منعکسکننده برای یک جهته کردن پترن تشعشعی آنتن استفاده میشود.
– پهنایباند برای آنتن اسلات بیضوی CPW با منعکسکنندهی بزرگتر، بیشتر از پهنایباند آنتن با منعکسکنندهی کوچکتر است.
– بدون استفاده از منعکسکننده، آنتن به صورت دو جهته با توان یکسان تشعشع میکند ولی منعکس -کننده تشعشع پشتی آنتن اسلات را کاهش میدهد.
– یک منعکسکننده میتواند به راحتی تشعشع پشتی آنتن اسلات با تغذیهی CPW را کنترل کند بدون اینکه تأثیری در تطبیق آنتن اسلات داشته باشد.
– افت تلفات برگشتی آنتن موقعی که منعکسکننده نزدیک به آنتن اسلات است کاهش یافته و تطبیق بدتر میگردد.
– گین آنتن شبیهسازی شده با استفاده از منعکسکننده بیشتر از آنتن شبیهسازی شدهای است که در آن از منعکسکننده استفاده نشده است
– ساختار آنتن متقارن بوده و ( در طول صفحهی YZ) سطح پلاریزاسیون متقاطع در صفحهی dB ،H20 کمتر از پلاریزاسیون یکسان میباشد.
– سطح پلاریزاسیون متقاطع در صفحهی H نسبت به صفحهی E زیاد است و در طول باند تطبیق تغییر میکند و این به خاطر اینست که ابعاد موثر الکتریکی مدار در صفحهی YZ بزرگتر و محسوستر است، لذا سطح پلاریزاسیون متقاطع آن نیز بزرگ خواهد بود.

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