فهرست مطالب

wlan-wimax

wlan-wimax

چکیده           1

مقدمه             2

فصل اول:تکنولوژی مخابرات بی سیم،تاریخچه وروند پیشرفت آنتن های UWB

مقدمه

دراین فصل ابتدا به معرفی انواع شبکه های مخابراتی بی سیم پرداخته وتکنولوژی مورداستفاده درهریک از شبکه ها شرح داده میشود.سپس آنتن های UWB که تابه امروز درچندین نوع مختلف مطرح شده اند،معرفی خواهد شد.بسیاری از این ساختار ها توانسته اند نیاز سیستم های UWB رابه صورت کافی برآورده نمایند.لذا،تلاش فراوانی در زمینه گسترش آنتن های چاپی جدید باقابلیت های لازم واندازه مناسب درحال انجام است.مطالعات انجام شده درجهت رسیدن به دیدگاه کاملا روشن در مورد نحوه کارکرد وکنترل خصوصیات انتشاری وابعاد این آنتن ها ودرنهایت طراحی بهینه آنهاست.

1-1-مقدمه       5

1-2-انواع شبکه های بی سیم    5

1-3-انواع تکنولوژی درشبکه های بی سیم      6

1-4-بررس کارایی ومشخصات انواع آنتن های UWBا        8

1-4-1-آنتن های دومخروطی ومخروطی   8

1-4-2-آنتن های مستقل ازفرکانس  10

1-4-3-آنتن های موج نشتی     10

1-3-4-آنتن های تک قطبی صفحه ای    11

1-3-5-آنتن های ترکیبی بارزوناتوردی الکتریک    11

1-5-جمع بندی  13

فصل دوم:بررسی عملکرد وروشهای طراحی آنتن های تک قطبی چاپی

مقدمه

همانطور که درفصل اول ذکرشد،آنتن تک قطبی چاپی ساختار ویژه ای داشته وبنابراین روشهای طراحی خاص خودرامی طلبد.دراین آنتن ها صفحه زمین اززیر المان تشعشع کننده حذف شده ولذا تقارن سه بعدی ساختار تاحدودی،نسبت به آنتن های تک قطبی عمودی ویاآنتن های میکرواستریپ ساده که دارای زمین کامل هستند،به هم خورده است.این مساله باعث شده که روشهای نرمال تحلیل وطراحی آنتن ها مثل روش خط انتقال مایکرواستریپ ویامدل Cavity جوابگو نباشند.دراین آنتن ها،برخلاف آنتن های دوقطبی وتک قطبی تک رزونانسی،فرکانس رزونانس مطرح نبوده وبه جای آن نحوه تاثیر پارامترهای طراحی آنتن روی فرکانس لبه پایین باند وپهنای باند امپدانسی ،مورد بررسی قرار میگیرند.

فرکانس لبه پایین باند،درطراحی اولیه،به حداکثر ارتفاع عمودی آنتن بستگی دارد درحالیکه،پهنای باند آنتن به نحوه تطبیق امپدانسی مدلهای مختلف آنتن باخط تغذیه،درارتباط است.روشهای متداول برای تحلیل،طراحی وبهینه سازی این آتن ها مبتنی براستفاده ازنرم افزارهای تحلیل مدارات فرکانس بالا مثلCST,IF3D,HFSS میباشد.

درچند سال اخیر،درکنار روش های مرسوم،یک سری فرمول های تحلیلی برای تخمین عملکرد ویافتن دید اولیه درطراحی آنتن های تک قطبی چاپی درفرکانس های پایین وترسیم چندنمودار برای کمک درطراحی باند بالای آنها،مطرح شده است که دراین فصل گردآوری وبه تفصیل بررسی شده اند.در ادامه به مطالعه تکنیک های مختلفی میپردازیم که تاکنون برای بهبود عملکرد آنتن اولیه اعم ازپهنای باند امپدانسی،تطبیق امپدانسی،گین،پترن وسایر مشخصات آنتن،معفی شده وبااستفاده از روشهای تحلیلی،نرم افزاری ویاتجربی به اثبات رسیده اند.

2-1-مقدمه    15

2-2-روشهای طراحی وبهبود عملکرد آنتن های تک قطبی چاپی بیضوی   15

2-2-1-روش پایه برای طراحی فرانس پایین درآنتن های تک قطبی چاپی    16

2-2-2-روش پایه برای طراحی فرکانس بالادرآنتن های طراحیUWBا                   19ا

2-2-3-ایجاد شکاف بیضوی درداخل المان تشعشعی آنتن تک قطبی   22

2-2-4-ایجاد شکاف درطول لبه های کناری المان تشعشعی آنتن یک قطبی بیضوی  28

2-2-5-ایجاد شکاف هایی درداخل المان تشعشعی آنتن تک قطبی بیضوی   30

2-2-6-ایجاد شکاف های پلکانی درلبه های کناری المان تشعشعی   33

2-2-7-المان تشعشعی حلقوی آنتن تک قطبی      37

2-2-8-برش قطاع متقارن درالمان تشعشعی آنتن     39

2-2-9-آنتن های تک قطبیE وECا     41

2-3-1-روش مبنا برای طراحی آنتن های دویاچند بانده وخم کردن المان تشعشعی  48

2-3-2-استفاده ازاثر بارگذاری خازنی والقایی  49

2-3-3-استفاده از المان پارازیتیکی        51

فصل سوم:روش های طراحی وبهبود عملکرد تک بانده درساختار آنتن تک قطبی

مقدمه

همانطور که میدانیم آنتن های تک قطبی درباند گسترده فرکانسیUWB کار کرده ولذا امکان همپوشانی امواج تشعشعی این آنتن ها باسایر دستگاه های RF بی سیم که درباندهای فرکانسی مختلف کارمیکنند،وجود دارد.لذا نیاز به فیلترهایی باباند یاباندهای قطع بسیار باریک وتیز داریم که باآنتنUWB ترکیب شده واز همپوشانی ناخواسته جلوگیری شود تا به امروزه ساختارهای مختلفی ازاین نوع ارائه شده است.دراین ساختارها باتنظیم پارامترهای مختلف میتوان فرکانس مرکی وپهنای باند قطع راتحت کنترل قرار داد.اساس عملکرد این ساختارها،ایجاد رزوناتوری است که بتواند دریک یاچند رزونانس مختلف کار کرده ومانع از عملکرد تشعشعی آنتن شود.این میتواند شامل بهم زدن جریان سطحی المان تشعشعی،میدانهای نزدیک آنتن ویادستکاری درخط تغذیه آن باشد.دراین فصل چندنمونه ازاین فیلترها با مبنای کاری مختلف بررسی خواهدشد.

ساختار آنتن دایره ای با برش نامتقارن

ساختار آنتن دایره ای با برش نامتقارن

3-1-مقدمه    56

3-2-استفاده ازرزوناتورهای پچ پارازیتیک حلقوی  56

3-3-استفاده از رزوناتورهای حلقوی میکرواستریپ     59

3-4-ایجاد شکاف در داخل المان تشعشعی آنتن     63

3-5-افزودن استاب سری به المان تشعشعی آنتن     65

3-6-برش قطاع نامتقارن درالمان تشعشعی آنتن   67

3-7-ایجاد مسیر فرعی درخط تغذیه    72

فصل چهارم:بررسی آنتن تک قطبی پیشنهادی دراین پایان نامه

4-1-مقدمه    76

4-2-مرحله اول:طراحی المان تشعشعی اصلی نیم بیضوی شکل  77

4-3-مرحله دوم:طراحی المان پارازیتیک نیم بیضوی شکل به همراه المان تشعشعی اصلی  79

4-4-مرحله سوم:ایجاد شکاف دایروی درالمان پارازیتیک 81

4-5-نتایج اندازه گیری آنتن پیشنهادیWLAN/WiMAXا       82

4-6-بررس کاربرد المان پارازیتیکی  86

4-7-بررسی ایجاد شکاف درالمان تشعشعی     88

فصل پنجم:نتیجه گیری وپیشنهادات

5-2-پیشنهادات

1.اعمال روش مطرح شده دراین پایان نامه روی ساخارهای مختلفی ازآنتن های تک قطبی وبدست آوردن شکل مناسب برای تولید رزونانس جدید بااستفاده ازالمان های پارازیتیک وافزایش پهنای باند آنتن موردنظر

2.استفاده از استاپ های سری درالمان پارازیتیک وایجاد فیلترینگ چندبانده

5-1-نتیجه گیری 91

5-2-پیشنهادات    91

کلمات کلیدی  92

فهرست مراجع     93

فهرست اشکال

1-1-شماتیکی ازانواع شبکه های بی سیم واستاندارد های آنها   6

1-2-نمایی ازآنتن های: (الف) دو مخروطی،(ب)مخروطی  8

1-3-نمایی از آنتن های مستقل ازفرکانس  9

1-4-نمایی ازآنتن های موج رونده   11

1-5-نمایی ازساختار آنتن ها تک  قطبی صفحه ای    12

1-6-نمایی ازساختار آنتن های ترکیبی بارزوناتور دی الکتریک    12

2-1-اشکال متداول آنتن های تک قطبی چاپی باساختار تغذیه متفاوت       16

2-2-تغییرات طولP باتغییر فرکانس پایین باند(fL) درآنتن های تک قطبی گروه1ا       18

2-3-تغییرات طولP باتغییر فرکانس پایین باند(fL) درآنتن های تک قطبی گروه2ا       18

2-4-ساختار آنتن تک قطبی بیضوی  19

2-5-نمودار اسمیت برای چها ر ساختار آنتن تک قطبی بیضوی  20

2-6-نمودار تلفات بازگشتی برای چهار ساختار آنتن تک قطبی بیضوی  21

2-7-توزیع جریان سطحی شبیه سازی آنتن تک قطبی بیضوی درفرکانسهای       21

2-8-نمودار بهره وراندمان تشعشعی آنتن تک قطبی بیضوی    22

2-9-آنتن تک قطبی بیضوی باشکاف داخلی بیضوی     23

2-10-نمودار بررسی تغییرات تلفات بازگشتی دراثر تغییرات   24

2-11-توزیع جریان سطحی روی المان تشعشعی بترتیب درسه فرکانس           25

2-12-پترن تشعشعی آنتن شکاف دار درصفحاتH وE درفرکانس6گیگاهرتز  26

2-13-مقایسه راندمان تشعشعی آنتن تک قطبی بیضوی کامل وشکاف دار  27

2-14-مقایسه بیشترین بهره آنتن تک قطبی بیضوی کامل وشکاف دار    27

2-15-آنتن تک قطبی بیضوی باشکاف های کناری 28

2-16-منحنی های تلفات برگشتی شبیه سازی برای مقادیر مختلف فواصل هوایی  32

2-17-نتایج اندازه گیری شده وشبیه سازی آنتنUWBا      29

2-18-پترن های تشعشعی شبیه سازی آنتن موردنظر درفرکانس  30

2-19-آنتن تک قطبی بیضوی شکسته چاپی   31

2-20-VSWR شبیه سازی واندازه گری شده برای آنتن مورد نظرEMAا     31

2-21-پترن تشعشعی اندازه گیری وشبیه سازی شده درفرکانس5/1 گیگا هرتز   32

2-22-بهره وراندمان آنتن تک قطبی بیضوی شکسته چاپی      32

2-23-آنتن تک قطبی نیم بیضوی با لبه های پلکانی وزمین تصحیح شده   33

2-24-مقایسه نمودارVSWR برای آنتن شکل2-23ا        34

2-25-مقایسه نمودارVSWR برای آنتن شکل2-23ا      34

2-26-پترن تشعشعی صفحهH آنتن شکل2-23ا            35

2-27-پترن تشعشعی صحفهE آنتن شکل2-23ا        36

2-28-نمودار حاصل ازنتایج اندازه گیری برای بهره آنتن شکل2-2ا     36

2-29-ساختار آنتن تک قطبی حلقوی  37

2-30-نمودار تغییرات تلفات بازگشتی آنتن شکل   37

2-31-پترن تشعشعی آنتن شکل2-29ا    38

2-32-نمودار بهره برای آنتن2-29ا     39

2-33-ساختار آنتن دایروی با برش متقارن درالمان تشعشعی 39

2-34-نمودار تغییرات تلفات بازگشتی آنتن شکل2-33ا    40

2-35-پترن تشعشعی آنتن شکل2-33ا        40

2-36-ساختار آنتن های تک قطبیUWBا    41

2-37-مقایسه نمودار تلفات بازگشتی چهار آنتن تک قطبیE وEC براساس فرکانس   42

2-38-پترن تشعشعی سه بعدی آنتن تک قطبیEا     43

2-39-تغییرات بهره براساس فرکانس برای چهارآنتن تک قطبی  44

2-40-تغییرات تلفات بازگشتی آنت بافرکانس برای زیرلایه RO4003C باارتفاع مختلف       45

2-41- تغییرات تلفات بازگشتی آنت بافرکانس برای زیرلایه DuPont951 باارتفاع مختلف        46

2-42- تغییرات تلفات بازگشتی آنت بافرکانس برای زیرلایه RT6010LM باارتفاع مختلف        46

2-43-مقایسه فرکانس های fL حاصثل از شبیه سازی ومحاسبه درزیر لایه DuPont951ا        47

2-44-ساختار آنتن تک قطبی        47

آنتن تک قطبی

آنتن تک قطبی

2-45-نمودار تلفات بازگشتی آنتن های شکل2-39ا   49

2-46-آنتن تک قطبی اولیه مرجع   49

2-47-نمایش توزیع جریان سطحی درآنتن شکل2-41ا      50

2-48-اعمال بارگذاری سلفی وضد-خازنی برای آنتن شکل2-41ا     50

2-49-نمودار تلفات بازگشتی برای آنتن شکل2-48 بااعمال  51

2-50-نمایی ازآنتن تک قطبی چاپی 51

2-51-نمودار تلفات بازگشتی براساس فرکانس      52

2-52-نتایج شبیه سازی واندازه گیری تلفات بازگشتی برای آنتن شکل2ا   53

2-53-نمودار پترن تشعشعی برای فرکانس ها  54

3-1-شکل آنتن موردنظر(الف)نما ازجلو(ب) نما ازپشت 57

3-2-VSWR شبیه سازی برای آنتن موردنظر درمقادیر مختلفLا     57

3-3-پترن های تشعشعی صفحهE شبیه سازی واندازه گیری شده    58

3-4-گین های اندازه گیری شده آنتن پیشنهاد با وبدون المان پارازیتیک   59

3-5-نمایی ازفیلتر حلقوی بازوبسته باتغذیه خط میکرواستریپ  59

3-6-پاسخ فرکانسی یک فیلتر رزوناتور حلقه بسته میکرواستریپ  60

3-7-آنتن تک قطبی صفحه ای پیشنهادی بایک رزوناتور حلقه باسته میکرواستریپ     61

3-8-منحنی تلفات برگشتی بامقادیر مختلفGا  61

3-9-منحنی تلفات برگشتیGا     61

3-10-منحنی تلفات برگشتی برای آنتن پیشنهادی بارزوناتور حلقه بسته مختلف     62

3-11-ساختار  آنتن تک قطبی بافیلتر کوپلاژی 62

3-12-مقایسه نمودار تغییراتVSWR بین ساختارهای شکل3-11ا    63

3-13-تغییراتVSWR رابراساس تغییر درشعاع فیلتر حلقوی 63

3-14-ساختار آنتن تک قطبی حلقوی باشکاف حلقوی 64

3-15-تغییرات نمودارVSWR آنتن شکل3-14 بازاویه بازشدگیaا   65

3-16-تغییرات نمودارVSWR آنتن شکل3-14 باعرض شکاف حلقوی 65

3-17-آنتن تک قطبی حلقوی به همراه ساختار فیلتر بااستفاده از استاب سری 66

3-18-نمودار تغییراتVSWR برای آنتن شکل3-17 باوبدون ساختار فیلتر 66

3-19-نمودار تغییراتVSWR برای آنتن شکل 3-17 براساس تغییر درمقدار  67

3-20-نمودار بهره آنتن شکل 3-17 باوبدون استاب سری 67

3-21-ساختار آنتن تک قطبی دایروی بابرش نامتقارن 68

3-22-نمودار تغییراتVSWR براساس تغییرات زاویه      68

3-23-توزیع جریان الکتریکی سطحی روی المان تشعشعی درزوایای مختلفwا     69

3-24-نمودار تغییراتVSWR برای آنتن شکل 3-23 به ازای تغییرات زاویها   69

3-25-اثرعمق زاویه برش درنمودارVSWR برای آنتن شکل3-21ا   70

3-26-مقایسه نمودارVSWR آنتن شکل 3-21 باوبدون برش نامتقارن 70

3-27-نمودار تغیرات بهره آنتن شکل 3-21 بافرکانس دردوحالت 71

3-28-ساختار آنتن تک قطبی به همراه مسیر فرعی درساختار تغذیه      71

3-29-تغییرات پهنای باند فیلتر آنتن شکل 3-28 براساس تغییرات 71

3-30-مقایسه نتایج عملی وشبیه سازی برای آنتن شکل3-28ا  73

3-31-نمودار سه بعدی پترن آنتن شکل 3-28 درسه فرکانس مختلف   73

3-32-نمودار بهره آنتن شکل 3-28 باوبدون ساختار فیلتر  74

4-1-ساختار آنتن تک قطبی پیشنهادی(مرحله اول)     77

4-2-نمودار تغییرات عملکرد آنتن پیشنهادی درمرحله اول باتغییر  78

4-3-نمودار تغییرات عملکرد آنتن پیشنهادی درمرحله اول باتغییر 78

4-4-ساختار آنتن تک قطبی پیشنهادی(مرحله دوم)   79

4-5-نمودار تلفات بازگشتی برای آنتن پیشنهادی برای مقادیر مختلف           80

4-6-نمودار تلفات بازگشتی آنتن پیشنهادی برای مقادیر مختلف                 80

4-7-نمودار تلفات بازگشتی آنتن پیشنهادی براساس تغییر       81

4-8-ساتار نهایی آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAX ا  81

4-9-نمونه ساخته شده ازساختار آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAXا      83

4-10-نمودار تلفات بازگشتی آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAX برای مقایسه نتایج  83

4-11-پترن تشعشعی اندازه گیری شده آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAXا       84

4-12-پترن تشعشعی اندازه گیری شده آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAXا    85

4-13-نمدار گین وراندمان تشعشعی آنتن پیشنهادی WLAN/WiMAXا         86

4-14-نمودار تلفات بازگشتی براساس فرکانس باتغییر   87

4-15-نتایج شبیه سازی واندازه گیری تلفات بازگشتی باوبدون المان پارازیتیک 87

4-16-مقایسه نمودارVSWR با وبدون شکاف های پلکانی شکل 88

4-17-بهره وراندمان آنتن تک قطبی بیضوی باچهار شکاف  89

فهرست جدول

1-1-مشخصات آنتن های UWBا     13

2-1-مقادیر حاص از محاسبه وبهینه سازی برای پارامترهای طراحی 43

2-2-پارامترهای طراحی محاسبه شده برای آنتن تک قطبی بازیرلایه های مختلف        45

2-3-نتایج شبیه سازی براساس تغییر درمقادیر عرضی المان پارازیتیکی  53

4-1-مشخصات فیلتر حاصل از نتایج شبیه سازی برا مقادیر مختلفی 82

4-2-مقادیر پارامترهای حاصل از نتایج بهینه سازی برای آنتن پیشنهادی  82

 

 



 مقطع کارشناسی ارشد

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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

قیمت45000تومان