بررسی و شبیه سازی انتشار امواج الکترومغناطیسی درون موجبر های مستطیلی حاوی فریت بایاس شده با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:364
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی و شبیه سازی انتشار امواج الکترومغناطیسی درون موجبر های مستطیلی حاوی فریت بایاس شده با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان – 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

مقدمه

فصل اول : موجبرهاي امواج الكترومغناطيسي

1-1 مقدمه
1-2 تئوري موجبرهاي الكترومغناطيسي
1-3 محاسبه رابطه رياضي امواج الكترو مغناطيسي در درون موجبر مستطيلي

فصل دوم : انتشار امواج الكترومغناطيسي در فريت

2-1 مقدمه
2-2 فريت ها و تنسور قابليت نفوذپذيري
2-3 انتشار موج در يك محيط فريتي

٢- كاربرد فريت در قطعات مايكرو ويو
٢- -١ تضعيف كننده هاي فريتي
٢- -٢ جداكننده هاي فريتي
٢- -٣ شيفت فاز توسط فريت
2- چرخش فارادي
فصل سوم : روش تفاضل محدود در حوزه زمان

3-1 مقدمه

3-2 مقايسه روشهاي شبيه سازي
3-2-1 روش ممنت
3-2-2 روش المان محدود
3-2-3 روش تفاضل محدود در حوزه زمان
٣-٣ ساختار و فرمول بندي روش تفاضل محدود در حوزه زمان
3-3-1 معادلات ماكسول در حالت سه بعدي

3-3-2 الگوريتمYee حالت دو بعدي

3-3-3 حالت يك بعدي
3- اصول الگوريتمYee
٣- -١ كدبندي شبكه Yee وتفاضل محدود
٣- -٢ بررسي تفاضل محدود روي معادلات ماكسول در حالت سه بعدي

٣- -٣ تغييرات پيوسته مشخصات مواد در ناحيه فضايي
٣- مدلسازي منبع

3- تكنيك ميدان كلي /ميدان پراكنده شده

٣- -١ فرمولبندي يك بعدي
٣- -٢ فرمولبندي سه بعدي تكنيك ميدان كلي/ميدان پراكنده شده
٣- -٣ شرايط سازگاري

3-7 شرط مرزي جاذب PML
3-7-1 موج صفحه اي برخورنده به يك محيط با تلف
3-7-2 موج صفحه اي برخورنده به محيطPML

٣-٧-٢-١ اصلاح شيوه جداسازي معادلات ماكسول

3-7-3 حل معادلة موج در محيط PML تطبيق
3-8 محيط تك محوري كاملاً
3-8-1 پياده سازي مؤثر محيط UPM

٣-٨-٢ UPML براي محيط داراي تلف
3-9 عملكرد نظريPML
3-9-1 فضاي پيوسته
3-9-2 فضاي گسسته

فصل چهارم : شبيه سازي موجبر الكترو مغناطيسي
-1 مقدمه

-2 الگوي كلي مد هاي منتشر شونده TE و TM

-3 شبيه سازي مد هاي منتشر شونده در درون موجبر با استفاده از روشFDTD ١١٣

– شبيه سازي محيط فريتي
– -١ شبيه سازي در حوزه زمان
– -٢ شبيه سازي در حوزه فركانس
– شبيه سازي لايه فريتي
شبيه سازي موجبر پر شده از فريت

– -١ موجبر پر شده با فريت با ابعاد سطح مقطع
– -٢ موجبر پر شده با فريت بصورت جزئي ( حالت متقارن)
– -٣ موجبر پر شده با فريت بصورت جزئي ( حالت نا متقارن)
-٧ بررسي كاربرد فريت در قطعا
فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات
-1 نتيجه گيري
-2 پيشنهادات
پيوست ها:
پ-١ ١٩٣
اصول و فرمول بندي شرايط مرزي

پ-٢ فرمول بندي روش تفاضل محدود

209 پ-٣ مقايسه نرم افزار هاي شبيه سازي عددي

210 پ- مرجع كامل برنامه هاي شبيه سازي
منابع و ماخذ

– فهرست منابع فارسي

– فهرست منابع غير فارسي
– فهرست نام ها
– چكيده انگليسي

چكيده :

موجبرهاي امواج الكترومغناطيسي از قطعات اساسي و پر كاربرد در خطوط انتقال و سيستم هاي مخابراتي محسوب مي شوند. اصول كار اين قطعات به گونه اي است كه با كمترين ميزان تضعيف و پاشيدگي در سيگنال الكترومغناطيسي انتقالي , حداكثر راندمان نسبت به ساير خطوط انتقال را به خود اختصاص دهند.
در ميان طيف وسيع قطعات موجبري , موجبرهاي حاوي قطعات فريتي نقش مهمي در ايجاد تغييرات مورد نياز در ساختار و پارامترهاي اصلي موج الكترومغناطيسي انتقالي را عهده دار مي باشند كه از آن جمله مي توان به تغيير مد هاي منتشر شده و ايجاد هارمونيك هاي مختلف موج الكترومغناطيسي انتقالي اشاره نمود كه از عمده كاربردهاي اين تكنيك مي توان به مدارات مايكرو ويو غير خطي , رادار ها و مولدهاي هارمونيك هاي زماني اشاره نمود.
در اين تحقيق پر طرفدار ترين تكنيك تحليل و شبيه سازي نرم افزاري انتشار امواج الكترومغناطيسي بر اساس حل معادله موج در محيط انتشار مورد استفاده قرار گرفته شده و نتايج بدست آمده با ساير روش هاي شبيه سازي موجود تطبيق شده است.
روش شبيه سازي بكار گرفته شده بر پايه حل معادلات با روش تفاضل محدود در حوزه زمان استوار بوده و الگوريتم بدست آمده قابل پياده سازي در تمامي محيط هاي برنامه نويسي مي باشد.

مقدمه:
شبيه سازي و بررسي انتشار امواج الكترومغناطيسي در درون و سطح قطعات مايكروويو يكي از مراحل مهم و اساسي در طراحي و پياده سازي اين قطعات به حساب مي آيد به گونه اي كه هزينه ي بالاي طراحي و بهينه سازي قطعات مايكروويو با توجه به پيچيدگي هاي خاص ساخت آنها تا حد قابل توجهي كاهش يافته است. از ميان روش هاي گوناگون تحليل و شبيه سازي , روش هاي نرم افزاري نقش اساسي در اين مرحله ايفا مي كنند.
يكي از پر طرفدار ترين روش هاي موجود در زمينه شبيه سازي نرم افزاري استفاده از حل معادلات تفاضلي محدود در حوزه زمان جهت بررسي معادله انتشار امواج الكترومغناطيسي در درون و سطح قطعات مايكرو ويو مي باشد.
در تحقيق انجام گرفته يك قطعه موجبر باند مايكرويو در حالت اوليه توخالي و سپس پرشده از فريت مورد شبيه سازي قرار گرفته شده است. سعي بر آن بوده كه با استفاده از روش تحليل تفاضل محدود در حوزه زمان محيط داخلي موجبر با دقت بسيار بيشتر از نرم افزار هاي تحليل كه هسته اصلي پردازش آنها مبتني بر همين روش مي باشد , مورد شبيه سازي قرار گيرد. با استفاده از نتايج حاصله با تغيير سطح مقطع موجبر امكان انتشار مد هاي مختلف امواج الكترومغناطيسي , فركانس قطع موجبر , پارامتر هاي تضعيف , ثابت انتشار امواج در موجبر هاي توخالي و پس از اضافه شدن محيط فريتي به موجبر اثر محيط غير خطي , چرخش فارادي , پيدايش مدهاي جديد , تغيير ثابت انتشار و در نهايت پارامتر هاي انتقال و انعكاس از سطوح دو محيط مورد شبيه سازي و تحليل قرار گرفته است.
مبناي شبيه سازي موجبر با سطح مقطع چهار ضلعي انتخاب گرديد اگر چه الگوريتم هاي تهيه شده در اين تحقيق علاوه بر دستگاه مختصات قائم در بر گيرنده روابط دستگاه هاي مختصات استوانه اي و كروي نيز بوده و به راحتي مي توان تمامي ساختار هاي داراي شكل منظم و نامنظم را مورد شبيه سازي قرار داد.
كليه نتايج بدست آمده داراي دقتي بيش از حد انتظار بوده كه حاصل بررسي دقيق شرايط مرزي محيط شبيه سازي مي باشد . اين نتايج در انتها با نتايج حاصله از ساير روش هاي تحليل نرم افزاري و همچنين شبيه سازي انجام گرفته با يكي از قدرتمند ترين نرم افزارهاي موجود در طراحي قطعات الكترومغناطيسي مقايسه شده است.
در اين پايان نامه در ابتدا به بررسي اجمالي قطعات موجبري مايكرو ويو و خصوصيات آنها و همچنين شرايط لازم جهت انتشار مدهاي مختلف امواج الكترو مغناطيسي در آنها پرداخته شده است در ادامه به معرفي دقيق روش تحليل نرم افزاري تفاضل محدود در حوزه زمان , ارائه الگوريتم هاي مناسب جهت شبيه سازي محيط محاسباتي , بررسي محيط هاي فريتي و نحوه انتشار امواج الكترو مغناطيسي در داخل آنها و در نهايت شبيه سازي موجبرهاي حاوي فريت و ارائه يك روش كاملا منحصر به فرد در نحوه شبيه سازي انتشار امواج در حوزه فركانسي ارائه شده است در خاتمه تحقيق نيز كليه نتايج حاصله از شبيه سازي با نتايج موجود از ساير روش هاي بررسي و شبيه سازي مورد تحليل و تطبيق قرار گرفته است.

نتيجه گيري :

در مجموعه اين تحقيق به بررسي نحوه شبيه سازي ساختار هاي الكترومغناطيسي فركانس بالا براي انتقال امواج الكترومغناطيسي بر اساس يكي از شيوه هاي بهينه شبيه سازي پرداخته شد.
در روش مورد بررسي كه تفاضل محدود در حوزه زمان نام دارد در ابتدا به بررسي چگونگي تعريف تكنيك رياضي و نحوه تعريف هندسه مورد نظر بر پايه ساختار سلول بندي معرفي شده براي اين تكنيك و نحوه بهينه سازي نتايج حاصله از شبيه سازي و در ادامه به تحليل و بررسي نحوه انتشار امواج الكترومغناطيسي در درون موجبر هاي خالي ( پر شده از هوا ) و محاسبه پاسخ فركانسي ساختار بر اساس هندسه و مد منتشره در درون آن پرداخته شد.
پس از معرفي مشخصات يك محيط غير همسانگرد و غير خطي همانند فريت به تحليل و شبيه سازي چگونگي انتشار و باز تابش موج الكترومغناطيسي معين از آن محيط پرداخته و تاثير محيط فريتي در ايجاد دوران در صفحه قطبيت موج الكترو مغناطيسي در برخورد با قطعه فريتي مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت نيز با ايجاد يك هندسه مشخص از نحوه قرار گيري يك قطعه فريتي در داخل يك موجبر مستطيلي پيدايش مولفه هاي جديد ميداني در داخل ساختار و تغيير پارامتر هاي امواج تابشي همانند ثابت تضعيف و ثابت فاز موج الكترومغناطيسي در ان ساختار مورد شبيه سازي قرار گرفت.
قابل ذكر است بر خلاف ساير روش هاي ارائه شده در مراجعه مورد بررسي كه تمامي ساختار محيط فريتي را به دليل بروز برخي پاشيدگي هاي موج منتشره در درون ساختار سلولي روش شبيه سازي كه آن نيز به دليل برخي نقاط ضعف در حصول شرايط مرزي محيط و لايه هاي جذبي بود از حالت سه بعدي به دو بعدي كاهش داده و مورد شبيه سازي قرار داده اند , در اين تحقيق با توجه به دست يابي به شرايط مرزي بهينه كه حاصل از تركيب شرايط مرز جذبي و لايه هاي تطبيقي متعدد بود تمامي شبيه سازي ها در حالت سه بعدي انجام پذيرفته و نتايج حاصله با كمترين ميزان خطا با نتايج موجود در منابع مورد بررسي قابل تطبيق و مقايسه مي باشد.
از ساير تكنيك هاي نوين استفاده شده در اين تحقيق مي توان به شبيه سازي محيط فريتي مستقيما در حوزه فركانس اشاره نمود كه بر خلاف اكثر مراجع قديمي كه با تبديل روابط به حوزه زمان براي شبيه سازي اقدام به حل بسط هاي محدود حاصل از روابط انتگرالي مي نمودند. در مجموع تحقيق انجام پذيرفته زماني بيش از يكسال را در بر داشته كه كليه كد نويسي هاي انجام پذيرفته جهت بررسي صحت تحقيق در پيوست ها موجود مي باشد. همچنين با مقايسه خروجي كد نويسي انجام پذيرفته نسبت به خروجي نرم افزار هاي شبيه سازي گرانقيمت همانند ®XFDTD ®QuickWave , كد نويسي صورت پذيرفته از دقت قابل قبولي بر خوردار است.[ ٢]
در خاتمه مي توان اين نتيجه را گرفت كه همواره توليد محيط هاي شبيه سازي با كيفيت و دقت بالا بسيار با صرفه تر از اقدام به ساخت و سپس شبيه سازي ساختار هايي همانند قطعات ريز موج داشته كه هزينه بسيار جهت ساخت آن مصرف مي شود. همچنين در نحوه بهينه سازي ساختار هاي مورد بررسي همانند شيفت دهنده هاي فاز و دوران دهنده هاي فريتي با تكيه بر روش هاي نوين شبيه سازي علاوه بر صرفه جويي در هزينه با توجه به ساختار الگوريتم روش مورد بررسي از مدت زمان استفاده از پردازنده دستگاه و همچنين زمان مورد نياز كاربري بسيار كاسته مي شود.و مي توان قطعاتي با دقت كاركرد در حد انتظار و كاملا اقتصادي تهيه و توليد نمود.

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