مقدمه :

امروزه شاهد سرعت توسعه ارتباطات بی سیم با پهنای باند بزرگ طوری که کاربرد های مختلفی بای ک انتن می توان پوشش داد . از جمله در کاربرد هایی با کیفیت بالا هوانوردی و هواپیمایی وماهواره و موشک های کنترل شونده و ابعاد و وزن کم و ایزو دینامیک بودن و سادگی نصب انتن های میکرو استریپ موجب شده که نقش بسیار اساسی ایفا کند و همچنین در کاربرد های غیر نظامی مثل گوشی های موبایل نیز نیاز به انتن های مسطح با کیفیت بالا بوده که یکی از اولین و بهترین انتخاب ها برای چنین کاربرد هایی انتن های میکرواستریپی می باشد که با تکنولوژی مدارات چاپی نیز قابل ساخت است و از تکنولوژ یارایه ها نیز بهره می برد . انتن های میکرو استرپیتی در حقیقت یک نوار فلزی است که در طرف عایق فیبر مدار چاپی نصب می شود توسط مداراتی تغذیه می شود .عیب اصلی انتن های میکرو استریپ راندمان پایین و توان خروجی کم . Q زیاد ، درجه خلوص پلاریزاسیون کم و تشعشع شدید و بد خط تغذیه و پهنای باند بسیار باریک می باشد که با به کار گیری روش هایی می توان به این مشکلات از جمله پهنای باند بسیار باریک انها غلبه کرد .در فصل اول مروری بر انتن های میکرو استریپ و خواص اساس انها ئ ارایه خطی انها پرداخته شده ودر فصل دوم نیز تحلیل انتن های میکرو استریپ و روش های مختلف تغذبه این انتن ها بحث شده است . به دلیل اهمیت انتن های میکرو استریپ و کاربرد فراوان انها به صورت ارایه ای به معرفی طراحی و شناخت انتن های میکرو استریپی پرداخته ایم و نیز کوپلینگ متقابل میان المان های انتن های میکرو استریپی بررسی شده است و در انتها فصل هم به روش های افزایش پهنای باند این انتن ها پرداخته ایم .در فصل سوم نیز تئوری و ساخت ارایه های فاز مورد بررسی قرار گرفته است . و در فصل چهارم نیز از مباحث نتیجه گیری صورت گرفته است .

  فصل اول : مقدمه ای بر انتن های میکرواستریپ

مقدمه :

در کاربرد هایی مثل موشک ، ماهواره وقتی اندازه ، وزن ، هزینه ، عملکرد ، راحتی نصب و ایزو دینامیکی بودن از نکات قابل توجه باشد انتن های نسبتا کوچک مورد استفاده قرار می گیرد . بای رسیدن به موارد فوق از انتن های میکرو استریپ استفاده می کنند . این انتن ها LOW profile و دارای قابلیت شکل دهی برای سطوح صاف و یا غیر صاف ، ساده و ارزان برای تولید با استفاده از تکنولوژی مدار چاپی پیشرفته می باشند .این انتن ها سلزگار با طراحی های MMIC نیز هستند و هنگامی که patch ساخته شد و مئ تحریک نیز انتخاب شد می توان فرکانس رزونانس ، پلاریزاسیون ، پترن و امپدانس مورد نظر به دست اورد .معایب عملکرد انتن های میکرو استریپ عبارتند از : بازده پایین ، توان کم ، Q بالا ، خلوص پلاریزاسیون کم ، عملکرد اسمن ضعیف ، پهنای باند خیلی باریک و تشعشع مخرب تغذیه است با زیاد کردن ارتفاع زیر لایه می توان بازده وپهنای باند را افزایشد داد اگر امواج سطحی ایجاد نشود در تمام جهات انتشار خواهیم داشت ( امواج فضایی )و نمی توان پهنای باند و بازده را افزایش داد .

1-1مقدمه

1-2خواص اساسی

1-3انتن میکرو استریپ و ارایه خطی

1-4تغذیه از عقب و ارایه های چند لایه ای

انتن های میکرواستریپ پهنای باند بالا 1

فصل دوم : تحلیل انتن های میکرو استریپ

مقدمه :

انواع روش های محتلف تغذیه انتن های میکرو استریپ و همچنین روش های تحلیل که سه روش برای این کار وجود دارد و نیز دلیل اهمیت انتن های میکرو استریپ و کاربرد فراوان انها به صورت ارایه ای ، در این فصل به معرفی ، طراحی و شناخت انتن های میکرو استریپی پرداخته ایم . همچنین کوپلینگ متقابل میان المان های انتن های میکرو استریپی بررسی شده است . در انتها هم روش های محاسبه پهنای باند این انتن ها و افزایش ان بحث شده است .

 2-1مقدمه

2-2روشهای تغذیه

2-3روشهای تحلیل

2-3-1مدل خط انتقال

2-3-2مدل حفره

2-4تعیین موقعیت نقطه تغذیه

2-5امپدانس ورودی

2-6کوپلینگ متقابل در انتن های میکرو استریپ

2-8محاسبه پهنای باند انتن میکرو استریپی

2-8-1استفاده از چپ های تغییر شکل یافته

2-8-2استفاده از پچ های تغییر شکل یافته

2-8-3استفاده از پیکر بندی های چند لایه ای

2-8-3( الف ) انتن های میکرواستریپ کوپل شده به صورت الکترومغناطیسی

2-8-3(ب) انتن های میکرو استریپ Aperture-coupled ا

2-8-4انتن های چند روزناتوری پشته ای

2-8-5استفاده از شبکه های تطبیق امپدانسی برای انتن خای میکرو استریپ باند وسیع

 انتن های میکرواستریپ پهنای باند بالا 2

فصل سوم : ارایه های فازی تئوری وساختار

مقدمه :

ارایه های فازی به ارایه هایی اطلاق می شود که راستای بیم اصلی یا شکل پرتو ان توسط فاز نسبی جریان تحریک عناصر کنترل شود ، البته می توان با تغییر دامنه جریان تحریک عناصر نیز جهت بیم اصلی را عوض می کند معمولا راهدار های ارایه فازی یک روز نه50 h×50 h دارند که این روزنه یک بیم مدادی شکل 1 ° میدهد . اگر هزینه ساخت محدودبت ایجاد نکند روزنه را با 10000 المان پر می کند که به فاصله h/2 از یکدیگر قرار گرفته اند . و اگر هزینه ها محدودیت ایجاد کند باید روزنه را با تعداد مشخصی از المان ها پر کرد . در کاربرد های نجوم و اختر شناسی برای ایجاد قدرت تفکیک فضایی بالا طول ارایه فازی به چندین ده کیلومتر می رسد که با خطوط انتقال با تلفات پایین مثل کابل های کواکسیال ، فیبر های نوری و موجبر های بزرگ به یگدیگر وصل شده اند . فضایی در این ارایه ها به یک ارک ثانیه و یا حنی کمتر از این می رسد که با دقت فضایی بدست امده از تلسکوپ های نوری قابل مقایسه می باشد در این فصل مروری کلی بر ساختار انتن های ارایه فازی و خواص انها خواهیم داشت .

3-1مقدمه

3-2انواع ارایه های فازی

3-3ساختار الکتریکی ارایه

3-4تئوری اسکن ارایه

3-5ارایه های خطی

3-6سمتگرایی ارایه های خطی

3-7اسکن ارایه های خطی

3-8grating lobes ا

3-9پترن های تفاضلی ارایه

3-10ارایه های صفحه ای

3-11کوپلینگ متقابل

3-12شبیه سازی اسکن ارایه

3-13معایب ارایه های فازی

انتن های میکرواستریپ پهنای باند بالا 3

فصل چهارم : نتیجه گیری

فهرست مراجع

 فهرست شکل ها :

1-1ساختار یک pathch میکرواستریپی

1-2اشکال مختلف المان های پچ میکرو استریپ

1-3انواعی از عناصر اصلی تشعشعی میکرواستریپ

1-4دیاگرام مفهومی ساده انتن پچ میکرو استریپ

1-5انتن تیغه ای با استفاده از عناصر پچ میکرو استریپ

1-6ساختار ابتدای تغذیه برای ارایه خطی میکرواستریپ

1-7ارایه میکرواستریپ چند بیمی

1-8ارایه انتن میکرواستریپ چند کانالی

1-9واحد زیر ارایه پایه دو جفت

2-1 روش های تغذیه انتن های میکرو استریپ

2-2خط میکر.واستریپ ، خطوط میدان الکتریکی ان و ساختار ثابت دی الکتریک موثر

2-3طول های موثر و فیزیکی پچ میکرو استریپ

2-4توزیع بار و ایجاد چگالی جریان در یک پچ میکرو استریپ

2-5مد های ( پیکر بندی های ) مختلف یک انتن پچ میکرو استریپ

2-6چگالی های جریان معادل در چهار طرف یک انتن میکرو استریپ

2-7پترن تشعشعی هر کدام از شکاف های تشعشعی در صفحات E وh پترن معادل ان

2-8شکاف های تشعشعی پچ میکرو استریپی مستطیلی و چگالی جریان معادل

2-9شکاف های غیر تشعشعی پچ میکرو استریپی مستطیلی و چگالی جریان معادل

2-10پترن تشعشعی شکاف های تشعشعی در صفحه

2-11پترن تشعشعی شکاف های تشعشعی در صفحه h ا

2-12تعیین موقعیت نقطه تغذیه در یک پچ میکرو استریپی

2-13منحنی تغییرات رزیستانس و راکتانس یک انتن پچ میکرو استریپی بر حسب فرکانس

14-2صفحات e و H در انتن های میکرو استریپ پچ

15-2کوپلینگ متقابل محاسبه شده و اندازه گیری شده میان دو انتن

2-16نمودار ( a ) درصد تغییرات bw و راندمان MSA مربعی بر حسب h ا

2-17پیکر بندی انتن های میکرو استریپ مستطیلی با شکاف کوپل شده : (a)

2-18انواع مختلفی از چند روزناتور های کوپل شده مستقیم

2-19یک انتن میکرواستریپ کوپل شده به صورت الکترومغناطیسی

2-20 (a) MSA مستطیلی با یک شبکه تطبیق امپدانس میکرو استریپ کوپلانر

3-1ساختار اصلی اسکن ارایه ، (A) ارایه پسیو خطی

3-2ساختار ارایه هایبرید شامل یک فرستنده مرکزی ، LAN ها ، تغذیه فرستنده و گیرنده

3-4ارایه صفحه ای در یک شبکه مستطیلی با فاصله بندی dx در جهت x ا

3-5پترن تشعشعی ارایه صفحه ای 11×15 المانه با زاویه اسکن °30

3-6شبیه سازی انتن ارایه فازی با محاسبه ضریب انعکاسی اکتیو

3-7تغییرات پترن المان اکتیو بر حسب زاویه اسکن در ارایه مثلثی شبیه سازی شده

 انتن میکرو استریپ و ارایه خطی

اصول پایه ای یک انتن پچ میکرو استریپ که در بالا ی صفحه زمین تحریک شده است . در عمل انتن واقعی می تواند هر نوع شکلی از شکل های متعدد قابل تحقق را داشته باشد که اغلب به صورت مستطیلی است ولی می تواند به شکل دایره ای نیز ساخنه شود . این پیکر بندی انتنی می تواند به صورت سه بعدی نیز تا شود تا برای موشک ها و کاربرد های فضایی مناسب شود و تز طیق خطوط کواکسیال یا خطوط نواری یا خط انتقال موجبری تغذیه ان انجام می شود پچ هایی در یک لبه دارای مدار های اتصال کوتاه می باشند دارای مزیت ایجاد پترن های تشعشعی مجموع و تفاضل می باشند و این روش بای ساختار نمیه دایره ای و مستطیلس پچ استفاده شده اند ( در کنار هم ) یک پیشرفت اخیر در انتن های تیغه ای برای استفاده بر روی بدنه هواپیما بر اساس عناصر میکرو استریپ اخیرا توسط jairam توضیح داده شده است . این انتن در ابتدا نیاز بوده در فرکانس 550 مگا هرتز و عرض باند 5%با VSWR برابر با 2 کار کند . بای راحتی در توسعه یک مدل مقیاس بندی شده در فرکانس 8/2 گیگا هرتز ساخته شده است .

تغذیه از عقب و ارایه های چند لایه ای :

اهمیت ارای های تغذیه شده از عقب که معمولا با ساختار ها پشت سرهم (یا چند لایه ای ) پیاده سازی می شوند روز به روز افزایش می باید با این ساختار دیسک های دایروی یا حلقه ها یا بیشتر عناصر مستطیلی میکرو استریپ معمولا می توان در طراحی وارد شود و یک نمونه از ساختار تغذیه ابتدایی در شکل نشان داده شده است باید متذکر شد که این تغذیه کواکسیال است که در ان خطوط کواکسیال امتداد یافته است تا به عنصر انتنی واقع بر روی زیر لایه اصلی متصل شود . ساختار تغذیه بر روی زیر لایه پایینی متصل شده است که دارای نفوذ پذیری بیشتر می باشد و بنابراین اجازه ازادی بیشتر در طراحی شبکه تغذیه را خواهد داد. و در عین حال تضمین کننده شبکه انتن با میزان حداکثر بازدهی خواهد بود . این انتن با دیسک بالا تغذیه شده و در حالت 2 فرکانسی عمل می کند در پاراگراف بعدی اگر به جای خط کواکسیال و تغذیه دیسک پایینی یک عنصر پچ میکرو استریپ مستطیلی ساختار تغذیه را ایجاد کند در این صورت عملکرد باند پهن بدست خواهد امد به طور نمونه 18% عرض باند در فرکانس 10 گیگا هرتز بدست خواهد امد . عملکرد چند بیمی نیز توسط ارایه پچ های میکرواستریپ قابل پیاده سازی است Vetterlin. Hall چنین ارایه ای را توضیح می دهند که بیمی تک بعدی توسط ترکیب توابع سازنده بیم درون خود ارایه انتنی را ایجاد می کند این انتن به گونه ای طراحی شده است که 5 بیم راایجاد کند و در فرکانس 2\8 گیگا هرتز کار کند .

 روش های تغذیه

چهار مدل برای تغذیه انتن های میکرو استریپ وجود دارد :

1-خط میکرو استریپی

2-پروب کواکسیال

3-apertuere coupling

4- proximity coupling

ای ن چها مدل در شکل نشان داده شده است . تغذیه به روش خط میکرو استریپ ساده ساخته می شود و مدل سازی ان راحتر صورت می گیرد . لکن از انجاییکه در این مدل ضخامت زیر لایه افزایش می یابد امواج سطحی و تشعشع مخرب تغذیه نیز افزایش یافته و باعث محدود شدن پهنای باند می شود ( تقریبا 2 در صد یل 5 درصد ) در تغذیه با خط کواکسیال هادی دلخلی به پچ و هادی خارجی به صفحه زمین وصل می شود .این نوع تفذیه نیز ساده ساخته می شود و تطبیق ان راحت است و تشعشعات مخرب کمی دارد لکن پهنای باریکی داشته و مدلسازی بسیار مشکل است ( مخصوصا برای زیر لایه های ضخیم h>002 ) هر دو روش تغذیه خط میکرو استریپ پروب کواکسیال نا متقارنی های ذاتی ایجاد می کنند که باعث ایجاد به وجود امدن مد های بالاتر و پلاریزاسیون عرضی می شود برای غلبه چنین مسئله ای تغذیه بدون اتصال aperture coupling استفاده می شود این روش مشکل ترین نوع تغذیه از لحاظ ساخت می باشد و دارای پهنای باند باریکی است.اما مدلسازی ان ساده بوده و تشعشعات ان مخرب کمی دارد . aperture coupling شامل دو زیر لایه جدا شده به وسیله صفحه زمین می باشند در قسمت پایین زیر لایه پایینی ، خط تغذیه میکرو استریپ وجود دارد که انرژی در امتداد یک شکاف که بر روی صفحه زمین که قرار گرفته به پچ کوپل می شود . این ساختار سبب می شود تا تشعشع المان از مکانیزم تغذیه جدا شود در روش تغذیه proximity coupling بیشترین پهنای باند را داریم ( تقریبا 3 درصد ) مدل سازی ان ساده بوده و تشعشع مخرب ان کم است لکن سلخت ان مشکل است با کنترل پهنای باند خط تغذیه و طول شکاف عمل تطبیق صورت می گیرد .

 انواع ارایه های فازی :

دو نوع ارایه فازی وجود دارد : پسیو واکتیو . ارایه های پسیو از یک فرستنده و گیرنده مرکزی استفاده می کنند اما قابلیت شفیت فازی در هر المان تشعشعی یا زیر ارایه را دارند . در ارایه های اکتیو ، تولید توان در هنگام ارسال و کاهش نویز در هنگام دریافت ، در ارایه توزیع شده است به این ترتیب کنترل فاز در هر المان تشعشعی صورت می گیرد .ارایه های اکتیو قابلیت و کارایی را افزایش می دهند ، اما تا 15 سال پیش توجه زیادی به انها نشده بود، چون تحلیل انها بسیار سخت و ساخت انها پر هزینه است . هر چند به دلیل حضور نسبی مدارات مجتمع مایکرویو ( mmic ) ارایه اکتیو پروسسور دیجیتالی در بسیاری از سیستم های رادار و مخابراتی به عنوان یک ساختار خوب معرفی می شود . قابل توجه است که در ارایه های اکتیو اسکن فضا سریع تر از ارایه های پسیو صورت می گیرد .


 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

 

قیمت45000تومان