برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه
1-2- روش تحلیل
به طور کلی برای تحلیل سیستمهای تشعشعی و آنتنها نیاز به ابزارهای شبیهسازی نیرومندی میباشد، که از آن جمله میتوان به روش ممان اشاره کرد. در این قسمت مروری بر روش ممان جهت تحلیل آنتنهای فرکتالی خواهیم داشت. روش ممان در واقع یک تکنیک عددی جهت حل معادلات انتگرالی حاکم بر آنتن می باشد که این معادلات انتگرالی از توزیع جریان بر روی بدنه آنتن به دست میآیند. در واقع معادلات انتگرالی که با استفاده از روش ممان حل میشوند، معادلات میدان الکتریکی میباشند. که این معادلات با فرض شرایط مرزی برای هادی الکتریکی کامل به دست میآیند. لذا در این روش جریانها از طریق شرط مماسی میدان الکتریکی بر روی سطح آنتن به دست می آیند، یعنی :
که در عبارت فوق میدان برخوردی، بیانگر میدان در حالت عدم وجود هادی الکتریکی می باشد. و میدان های پراکندگی نیز ناشی از جریان های القایی بر روی سطح آنتن می باشند. حال با استفاده از اصل هم ارزی و فرض جریان بر روی هادی به صورت زیر :
می توان معادلات انتگرالی حاکم بر آنتن را به دست آورد. توجه داشته باشید که در عبارت فوق، توابع پایه شناخته شده ای می باشند، که مجموعه آنها خاصیت متعامد بودن و کامل بودن را امتناع می کنند.
فصل دوم
2-1- مقدمه
در این فصل هدف بررسی بعضی از ساختارهای بهبود یافته آنتنهای فرکتالی چند بانده میباشد. این فصل را با معروفترین آنتن فرکتالی چند بانده، یعنی آنتن سرپینسکی (SG- MSA) شروع میکنیم.
امروزه با افزایش کاربرد آنتنهای فرکتالی چند بانده، با پهنای باند زیاد در سیستمهای مخابرات سیار و سایر سیستمهای مخابراتی مانند RFID، روشهای متنوعی جهت افزایش پهنای باند و بهبود خواص چندبانده این آنتنها معرفی شده است. از جمله این روشها میتوان به پشتهسازی کردن آنتنهای فرکتالی، ایجاد اختلال در صفحه زمین، تغییر مقیاس آنتن در تکرارهای مختلف، ایجاد اتصالات بین پیچ و صفحه زمین در مکانهای مشخص، استفاده از ساختارهای سرپینسکی دایرهای و چندین روش دیگر اشاره کرد که در ادامه این فصل مورد بررسی قرار میگیرند.
2-2- آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق
یکی از روشهایی که به منظور بهبود خواص تشعشعی مانند پترن و تطبیق ورودی، برای آنتنهای سرپینسکی معرفی شده است، استفاده از آنتنهای سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق میباشد. ساختار کلی آنتن سرپینسکی مرتبه دوم که توسط روش فوق بهبود یافته است، در شکل (2-1) نشان داده شده است.
شکل 2-1 : ساختار کلی آنتن سرپینسکی مرتبه دوم، بهبودیافته با بازوهای تطبیق [1]
در ادامه ضمن بررسی خواص این ساختار، نتایج شبیهسازی این ساختار نرم IE3D بیان میگردد. نوع زیرلایهای که در این ساختار مورد استفاده قرار گرفته است، PTFE میباشد که دارای 6/2 و 0018/0 ضخامت 1.2 میباشد. در این ساختار تغذیه از نوع کابل هممحور واقع در مرکز ساختار میباشد. محل تغذیه با F مشخص شده است. در این ساختار امپدانس ورودی دیده شده از محل تغذیه، توسط دو پارامتر که به ترتیب عرض هر بازو و زاویه انحراف بین دو بازو میباشد، قابل کنترل میباشد.
2-2-1- خواص تشعشی و امپدانس ورودی
شکل (2-2) امپدانس ورودی آتش نشان نشان داده شده در شکل (2-1) را برای مدهای مختلف نشان میدهد. در این شکل قسمت ()، امپدانس ورودی دیده شده از محل تغذیه را برای مد غالب و سایر مدهای مرتبه بالاتر، برحسب تغییرات زاویه انحرراف بین دو بازوی تغذیه نشان میدهد. همانطور که در این شکل میبینید، امپدانس مد غالب این ساختار نسبت به تغییرات زاویه انحراف، بسیار حساس میباشد و این در حالی است که برای اولین و دومین مد مرتبه بالا، تغییرات زاویه انحراف اثر چندانی بر امپدانس این مدها ندارد.
شکل (2-2-) نیز تغییرات امپدانس ورودی را برای مدهای مختلف برحسب تغییرات عرض بازوی تغذیه نشان میدهد. در این شکل زاویه انحراف بین دو بازو برابر با 208 درجه میباشد. نتایج شکل (2-2-) نشان میدهد که تغییرات در عرض بازوها اثر چندانی بر امپدانس ورودی مد غالب نداشته و این در صورتی است که برای اولین و دومین مد مرتبه بالا، این تغییرات باعث تغییر زیادی در امپدانس ورودی برای این مدها میشود.
با توجه به توضیحات فوق به راحتی قابل استنباط است که برای تغییر امپدانس ورودی برای مد غالب در آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوی تطبیق، میتوان از تغییر زاویه بین دو بازو استفاده کرد. و برای تغییر امپدانس ورودی برای اولین و دومین مدهای مرتبه بالا در آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوی تطبیق، میتوان از تغییر عرض بازوها استفاده کرد. پس یکی از مزایای استفاده از آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوی تطبیق، امکان ایجاد تطبیق امپدانس برای تمامی باندهای رزنانسی میباشد. در ادامه به بررسی تأثیر تغییرات بر روی امپدانس ورودی، فرکانسهای رزنانس و پترن تشعشی آنتن میپردازیم.
شکل 2-2 : امپدانس ورودی برای آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق ()
شکل (2-3) تلفات بازگشتی را برای این آنتن نشان میدهد. همانطور که در این شکل ملاحظه میکنید، توان بازگشتی برای سه زوج نشان داده شده است. در اینجا زاویه انحراف به نحوی انتخاب شده است که مد غالب از نظر امپدانسی کاملاً تطبیق باشد. همانطور که شکل (2-3) نشان میدهد با افزایش بر روی فرکانس رزنانس مد غالب کاهش، و فرکانس رزنانس اولین مرتبه بالا افزایش مییابد. تغییرات بر روی فرکانس رزنانس دومین مرتبه بالا تقریباً بیتأثیر میباشد. البته نکته دیگر این است که با کاهش پهنای باند سومین مد مرتبه بالا افزایش مییابد. با توجه به این توضیحات برای تغییر نسبت فرکانسهای رزنانس برای یک آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق، میتوان از تغییر اندازههای استفاده کرد، که این خاصیت به طراح اجازه میدهد تا بتواند بسته به کاربرد، فرکانسهای رزنانس این آنتن چندبانده را انتخاب کند.
شکل 2-3 : تلفات بازگشتی برای آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق
2-2-2- پترن تشعشعی
در این بخش به بررسی پترن تشعشعی آنتن فوق برای مدهای مختلف میپردازیم. قبل از بررسی این بخش باید به این نکته توجه داشت که در آنتن چندبانده، مطلوب آن است که پترن تشعشعی در فرکانس رزنانس تمامی باندها یکسان باشد. ولی در اغلب موارد رسیدن به این حالت با استفاده از تنها یک ساختار امکان پذیر نمیباشد.
شکل (2-4) پترن تشعشعی را برای دومین مد مرتبه بالا به ازای تغییرات نشان میدهد، همانطور که در این شکل ملاحظه میکنید پترن تشعشعی برای این مد نسبت به تغییرات ثابت باقی میماند. لذا به منظور ساده سازی ساختار، را برابر با صفر درنظر میگیریم. پترن تشعشعی تمامی مدهای آنتن سرپینسکی بهبود یافته با بازوهای تطبیق، در شکل (3-5) نشان داده شده است. توجه کنید در شکل (2-5) پترنها به ازای رسم شدند.
دسته بندی : علمی