آنتن ریزنوار با اسلات بیضوی و تغذیه ی CPW با Tuning Stub چند حلقه ای دایروی برای كاربردهای UWB

توضیحات

آنتن ریزنوار با اسلات بیضوی و تغذیه ی CPW با Tuning Stub چند حلقه ای دایروی برای كاربردهای UWBفرمت فایل:PDF تعداد صفحه:152 فهرست مطالب : (به هم ریختگی و نامرتبی متن ها به دلیل فرمت آن ها در سایت میباشد در فایل اصلی مرتب و واضح میباشد) چكيده............................................................................................. 1 مقدمه.................................................................................. 2 3 ............................................UWB فصل اول: مقدمهاي بر سيستمهاي -1- مقدمه................................................................................... 4 1 4 ....................................................UWB -2- تعريف 1 7 .................................................................UWB -3- تكنولوژي 1 12 .............................................UWB -4- تاريخچه تكنولوژي 1 13 .........................................................UWB -5- مزاياي سيستم 1 -1-5 ديتا با سرعت بالا در شبكه هاي چند كاربره ................................ 13 -1 -2-5 حاشيهي محو شوندگي بالا ......................................................... 13 -1 -3-5 تفكيك پذيري فوقالعاده در كانالهاي چند مسيري .................................. 14 -1 -4-5 سخت افزار سادهتر، كوچكتر و ارزانتر .............................. 15 -1 -5-5 كاهش تداخل ............................................................ 16 -1 -6-5 قابليت نفوذ در ديوارها و زمين ................................................... 17 -1 18 .......................................................................UWB -6- معايب سيستمهاي 1 -1-6 تعداد زياد مسيرهاي دريافتي .................................................... 18 -1 -2-6 پراكندگي زاويهي ورود ......................................... 18 -1 -3-6 زمان همزمان سازي طولاني .................................................. 18 -1 19 .....................................................UWB -7- كاربردهاي سيستمهاي 1 -1-7 رادار ........................................................................... 19 -1 -2-7 مكان يابي .................................................................. 19 -1 -3-7 مخابرات بي سيم ........................................................ 20 -1 21 ..................................................UWB فصل دوم: معرفي آنتنهاي -1- مقدمه........................................................................... 22 2 22 .......................................UWB -2- تاريخچهي آنتنهاي 2 23 .................................................UWB -3- بررسي خواص يك آنتن 2 25 ..................................................UWB -4- معرفي انواع آنتنهاي 2 -1-4 آنتن كونيكال ....................................... 25 -2 31 .............................................................. TEM -2-4 آنتن هورن -2 -3-4 آنتنهاي حلزوني ........................................................ 33 -2 -4-4 آنتنهاي چهار مربعي .................................................... 34 -2 -5-4 آنتن حفره كواكسيال با پاشندگي كم ..................................... 37 -2 38 ........................... sleeve -6-4 آنتن مونوپل قفسهاي و هليكس داراي -2 39 ............................................. (IRA) -7-4 آ نتن ايمپالسي -2 40 ..................................... (CIRA) -8-4 آنتن ايمپاليسي چتري -2 فصل سوم: مقدمهاي بر آنتنهاي ميكرواستريپ................................... 41 -1- مقدمه................................................................................ 42 3 -2- تعريف آنتنهاي ريزنوار................................................................. 43 3 -3- انواع آنتنهاي ريزنوار............................................................. 43 3 -1-3 آ نتنهاي پچ ريزنوار ........................................... 44 -3 -2-3 آنتنهاي دوقطبي ريزنوار ............................................. 44 -3 -3-3 آنتنهاي اسلات ريزنوار .................................................. 45 -3 -4-3 آنتنهاي ريزنوار موج رونده ............................................ 46 -3 -4- مدلها و تكنيكهاي تغذيه..................................................... 47 3 -1-4 تغذيه كواكسيال............................................................. 48 -3 -2-4 تغذيه با خط ريزنوار.................................................... 50 -3 -3-4 تغذيه به روش تزويج مجاورتي ....................................................... 51 -3 -4-4 تغذيه به روش تزويج روزنهاي ........................................... 52 -3 54 ..................................... CPW -5-4 تغذيه به روش موجبر همصفحه -3 -5- روشها و مدلهاي تحليل آنتنهاي ريزنوار........................................... 56 3 -1-5 روش تجربي .............................................................. 56 -3 -1-1-5 مدل خط انتقال ............................................... 57 -3 -2-1-5 مدل حفره .............................................................. 57 -3 -2-5 مدلهاي نيمه تجربي ......................................................... 59 -3 -3-5 روش تمام موج......................................................... 59 -3 -6- بررسي عملكرد امواج سطحي در آنتن ريزنوار.................................... 60 3 -7- تعيين موقعيت نقطهي تغذيه در آنتن ريزنوار..................................... 61 3 -8- امپدانس ورودي در آنتن ريزنوار................................................ 62 3 -9- تأثير زمين محدود در آنتن ريزنوار............................. 63 3 -10- بررسي مزايا و معايب آنتن ريزنوار..................................................... 63 3 -1 مزاياي آنتنهاي ريزنوار ................................................ 63 -10 -3 -2 معايب آنتنهاي ريزنوار .............................................. 63 -10 -3 -11- برخي از كاربردهاي مهم آنتن ريزنوار................................. 64 3 -12- پارامترهاي مؤثر در طراحي آنتن ريزنوار مستطيلي.................................... 64 3 -1 انتخاب زيرلايه .......................................................... 65 -12 -3 -2 پهنا و طول آنتن............................................................... 65 -12 -3 -3 پهناي بيم ................................................ 65 -12 -3 -4 سمتگرائي و بهره................................................................... 66 -12 -3 -5 توان تشعشعي و مقاومت تشعشعي .............................. 67 -12 -3 -6 تلفات و ضريب كيفيت ................................................. 67 -12 -3 -7 پهناي باند .............................................. 68 -12 -3 -8 كارآيي تشعشعي................................................... 69 -12 -3 -9 محل تغذيهي آنتن........................................................ 69 -12 -3 -10 پلاريزاسيون............................................................... 70 -12 -3 فصل چهارم: موجبر همصفحه متداول...................................... 71 -1- مقدمه............................................................................. 72 4 -2- مؤلفهها، مدارات و سيستم موجبر همصفحه.................................. 72 4 -1-2 مزاياي مدارات موجبر همصفحه............................................ 72 -4 -1-1-2 طراحي .......................................................... 72 -4 -2-1-2 ساخت......................................................................... 73 -4 -3-1-2 عملكرد ............................................................... 73 -4 -2-2 انواع موجبرهاي همصفحه........................................ 74 -4 -3-2 چند نمونه از كاربردهاي موجبرهاي همصفحه......................... 75 -4 76 ................................................(CCPW) -3- موجبر همصفحه متداول 4 روي يك زيرلايهي ديالكتريك چندلايهاي............................... 76 CCPW -1-3 -4 -1-1-3 بيان تحليلي بر پايهي تكنيكهاي نگاشت ......................................... 76 -4 -2-1-3 موجبر همصفحه متداول روي يك زيرلايه با ضخامت محدود...... 80 -4 -2-3 مولفههاي ميدان موجبر همصفحه.................................................. 83 -4 فصل پنجم: معرفي آنتنهاي اسلات ريزنوار......................................... 88 -1- مقدمه.............................................................................. 89 5 -1- معرفي..................................................................................... 90 5 -3- روشهاي تغذيهي آنتنهاي اسلات ريزنوار................................................. 90 5 -1-3 آنتنهاي اسلات تغذيه شده با خط ريزنوار.................................... 91 -5 -2-3 آنتنهاي اسلات تغذيه شده با موجبر سطحي.................................. 93 -5 -4- روشهاي پهن باند كردن آنتنهاي اسلات............................ 94 5 -5- معرفي انواع آنتنهاي اسلات ريزنوار............................ 94 5 -1-5 آنتنهاي اسلات ريزنوار مونوپل................................................ 94 -5 -1-1-5 آنتن اسلات ريزنوار مستقيم........................................... 94 -5 شكل...................................... 96 L -2-1-5 آنتن اسلات ريزنوار -5 وارونه................................. 97 T -3-1-5 آنتن اسلات ريزنوار به شكل -5 -2-5 آنتن اسلات باريك شونده.................................................. 99 -5 -3-5 آنتن اسلات حلقه مربعي............................................. 100 -5 Tuning Stub با CPW فصل ششم: آنتن ريزنوار با اسلات بيضوي و تغذيهي چند حلقهاي دايروي. -1 مقدمه............................................................................ 104 -6 معمولي با زمين و ضخامت محدود............... 104 CPW -2 محاسبهي مشخصات -6 106 .................................CPW -3 شكل پايهي آنتن اسلات بيضوي با تغذيهي -6 -4 بررسي مشخصات آنتن پيشنهادي.............................................. 107 -6 -1-4-6 تلفات برگشتي و تطبيق امپدانسي............................... 107 -2-4-6 پلاريزاسيون آنتن اسلات بيضوي.................................. 110 -3-4-6 پترن تشعشعي.................................................................... 112 -4-4-6 اساس كار آنتن............................................................ 113 -5-4-6 پترن تشعشعي آنتن اسلات بيضوي...................................................... 114 -5 مقايسه آنتن شبيهسازي شده و آنتن ساخته شده..................................... 116 -6 -6 پارامترهاي آنتن و بررسي نتايج شبيهسازيها.................................. 118 -6 -1-6-6 اثرات تغييرات پارامترهاي اسلات............................................ 118 -2-6-6 اثرات ضخامت زيرلايه و ضريب ديالكتريك................................................ 118 -7 استفاده از منعكسكننده براي يك جهته كردن و افزايش بهرهي آنتن................. 120 -6 فصل هفتم : نتايج و پيشنهادات.......................................... 125 -1- نتايج........................................................................... 126 7 -2- ارايهي پيشنهادات......................................................... 127 7 -3- دستاوردهاي علمي.............................................................. 127 7 مراجع........................................................................................... 128 چكيدهي اتگليسي.....................................................134 چکیده: (به هم ریختگی و نامرتبی متن ها به دلیل فرمت آن ها در سایت میباشد در فایل اصلی مرتب و واضح میباشد) به دليل نياز مخابرات بيسيم به پهناي باند بالا براي انتقال هر چه بيشتر اطلاعات نياز به آنتنهايي كه بتوانند براي باندهاي بسيار وسيع كاربرد داشته باشند بيش از پيش احساس شد. با ارائهي سيستمهاي كه پهناي باند بالاي چند گيگا هرتز را ميطلبد زمينه براي فعاليت طراحان آنتن UWB نويني نظير به عنوان يكي از بهترين نمونهها در ميان آنتنهاي ديگر شناخته UWB گسترش يافت. امروزه آنتنهاي شده است كه در دهههاي اخير پيشرفتهاي بسياري را به خود ديده است. اغلب اين پيشرفتها در راستاي افزايش پهنايباند امپدانسي، بهبود مشخصات تشعشعي (پترن و بهره) و همچنين كاهش ابعاد آن بوده را به پنج گروه اصلي، آنتن هاي مستقل از فركانس، آنتنهاي خود مكمل، UWB است. ميتوان آنتنهاي و آنتن چند روزنانسه تقسيم بندي نمود. اين آنتنها traveling wave آنتنهاي المان كوچك، آنتنهاي كاربردهاي ويژه و جذابي دارند. براي كاربرد هاي باند وسيع CWB در اين پايان نامه يك آنتن ميكرواستريپي اسلات با تغذيهي ارائه شده است. آنتن پيشنهادي علاوه بر عملكرد در يك باند وسيع تقريباَ 20 گيگا هرتز، مزيت دارا بودن ساختار كوچك را نيز دارد. در ايالات متحده در سال 2002 و UWB با مشخص شدن و تصويب قوانين مربوط به سيستمهاي نيز ديگر سيستمهاي مخابرات بيسيم، عرصه فعاليت براي محققان و طراحان آنتنهاي باند وسيع بيش از پيش گسترش يافت و از آن زمان تاكنون مقالات مختلفي در كنفرانسها و مجلات علمي معتبر دنيا در اين خصوص انتشار يافته است و آنتنهاي گوناگوني معرفي شده اند .از جمله آنتنهايي كه براي اين منظور طراحي شده و در مقالات آمده اند آنتنهاي ريزنوار ميباشند كه داراي ساختارهاي مختلف و نيز اشكال علاوه بر پهنايباند امپدانسي بالا بايد UWB مختلفي ميباشند. آنتنهاي بكار گرفته شده در تكنولوژي داراي مشخصات تشعشعي مناسب (از جمله پترن تشعشعي همهجهته، راندمان بالا و تغييرات كم براي بهره در كل باند) ابعاد كوچك و ساختاري مسطح نيز باشند. از جمله كاربردهايي كه اخيراَ براي اين نوع ار آنتنها معرفي شده است ميتوان به مورد استفاده شبكههاي جستجوگر، رادار و همچنين شبكههاي ارتباطي محلي همچون ،RFID قرار گرفتن در مدارات اشاره كرد. WLAN انواع مختلفي از ساختارها براي بدست آوردن پهنايباند امپدانسي بالا ارائه شده وتحقيقات گستردهاي براي پيشرفت عملكرد هر كدام انجام گرفته است. آنتنهاي پچ ريزنوار با تغذيهي كابل از نمونههاي CPW كواكسيال، انواع آنتنهاي چاپي با تغذيهي خط ريزنوار و آنتنهاي اسلات با تغذيهي داراي مزايا و معايب خاص خود UWB مهم آنها محسوب ميشوند كه براي داشتن كارايي در سيستم ميباشند. و تاريخچهي UWB اين پايان نامه شامل شش فصل است كه در ابتدا به مقدمهاي بر سيستمهاي و تاريخچهي اين UWB و مزايا و معايب آن اشاره ميشود. فصل دوم به معرفي آنتنهاي UWB تكنولو ژي آنتنها اشاره دارد. در فصل سوم آنتنهاي ريزنوار و مكانيسم تشعشعي در اين آنتنها، انواع آنتنهاي ريزنوار، روشهاي تغذيه در اين آنتنها، مدل رياضي آنها و امواج سطحي مرور ميگردد. اين فصل اشاره بر روشهاي تحليل آنتنهاي ريزنوار و مزايا و معايب هر كدام از آنها دارد. دو مدل خط انتقال و مدل حفره در تحليل اين آنتنها در اين بخش مطالعه و بررسي ميشوند. در فصل چهارم موجبر همصفحه كه يكي از روشهاي تغذيهي آنتنهاي ريزنوار ميباشد و اساس تغذيهي آنتن بررسي شده در اين پاياننامه است، بطور كامل مورد بررسي قرار گرفته و مزاياي آن نسبت به ساير روشهاي تغذيه ذكر ميگردد. در فصل پنجم آنتنهاي اسلات ريزنوار، مزايا، معايب، كاربرد و مسائل مهم در اين نوع آنتنها مورد بحث قرار ميگيرد. سرانجام در فصل ششم فرآيند طراحي آنتن با اسلات بيضوي و تغذيه با موجبر همصفحه براي دو حالت استفاده از منعكسكننده و بدون آن بررسي شده و نتايج بدست آمده از شبيهسازيها با نتايج ساخت مقايسه مي - استفاده شده است. اين نرم افزار بر اساس حل تمام موج به HFSS گردد. براي شبيه سازي از نرم افزار روش ممان تحليل را انجام ميدهد و براي ساخت آنتن، اين نرمافزار به عنوان نرمافزار مبنا بوده است. در پايان نتيجهگيري و پيشنهاداتي براي ادامه كار ذكر شده است. و...