برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

امروزه مطالعات زیادی به منظور بهبود بیشتر خواص فوق در آنتنهای فرکتالی انجام میگیرد. که در اغلب این مطالعات هدف ارائه ساختار فرکتالی مناسب برای کاربردهای مخابرات سیار میباشد.
در ادامه این سمینار با چند نمونه از ساختارهای فرکتالی سه بعدی آشنا میشویم. مزیت اصلی استفاده از این ساختارها کاهش شدید ابعاد آنتن، در مقایسه با ساختارهای فرکتالی دو بعدی میباشد.
فصل سوم
3-1- مقدمه
به طور کلی با مشاهده طبیعت اطراف با بعضی از هندسههای خود متشابهی برخورد میکنیم، که از آنها میتوان به هندسههای فرکتالی یاد کرد. برای مثال میتوان به ساختار فرکتالی شاخه درختان و اشکال مختلف ابرها اشاره کرد. اولین بار ساختارهای فرکتالی توسط مندلبرت در سال 1975 معرفی شدند، که این ساختار دارای اشکالی بودند، که هر بخشی از انها ویژگیهای کل ساختار را در یک مقیاس کوچکتر دارابود. این تعریف یک خاصیت مهم این ساختارها را معرفی میکرد، که آن وجود خاصیت خودتشابهی در این ساختارها میباشد. امروزه از هندسههای فرکتالی در علوم زیادی استفاده میشود. بدون شک یکی از شاخههایی که هندسههای فرکتالی در آنها تأثیر زیادی گذاشته است، الکترومغناطیس و انتشار امواج است. وجود خواص ذاتی هندسههای فرکتالی، باعث ایجاد ویژگیهای مناسبی در تشعشع کنندهها و آنتنها میکردد که سبب میشود این ادوات عملکرد بهتری را در محیط انتشاری داشته باشند. به طور کلی استفاده از ساختارهای فرکتالی در آنتنها باعث ایجاد خواص زیر میشود:
1- کوچک کردن ابعاد آنتن
2- ایجاد خواص چند بانده
3-2- بررسی خاصیت چندبانده بودن ساختار فرکتالی مربعی
همانطور که در قبل اشاره شد، ساختار فرکتالی مربعی علاوه بر کوچک سازی آنتن، باعث چندبانده شدن آنتن میگردد. در واقع ساختار فرمتالی مربعب ام دارای قسمت جدا از هم میباشد، که هر کدام به صورت مستقل (با فرض صرف نظر کردن از کوپلینگ متقابل بین قسمتهای مختلف) رزنانس میکنند و باعث ایجاد یک آنتن چندبانده میگردند. درواقع آنتن فرکتالی مربعی در تکرار ام دارای رزنانس اصلی میباشد. البته باید دقت داشت که علاوه بر این رزنانسها، رزنانسهای دیگری ناشی از مدهای مرتبه بالاتر نیز وجود دارند. برای مثال، آنتن فرکتال مربعی در تکرار اول دارای دو فرکانس اصلی ناشی از مربع داخلی و حلقه مربعی بیرونی میباشد و همچنین دارای یک فرکانس مرتبه بالا ناشی از رزنانس دوم حلقه مربعی بیرونی است. منحنی معرف تلفات بازگشتی برای آنتن فرکتالی مربعی در تکرار اول به همراه توزیع جریان برای هر سه مد رزنانسی در شکل (3-1) نشان داده شده است.
(الف) تلفات بازگشتی برای آنتن فرکتالی مربعی در تکرار اول
(ب) توزیع جریان بر روی تشعشع کننده آنتن فرکتالی مربعی اول؛ (1) مد رزنانس اول، (2) مد مرتبه بالا، (3) مد رزنانس دوم
شکل 3-1 : تلفات بازگشتی و توزیع جریان برای آنتن فرکتالی مربعی در تکرار اول
با توجه به توزیع جریانهای داده شده در شکل (3-1)، میتوان مقادیر تقریبی فرکانسهای رزنانس را برای آنتن فرکتالی در تکرار اول توسط روابط زیر محاسبه کرد:
در روابط فوق به ترتیب معرف طول متوسط مسیر جریان برای مد رزنانسی اول و دوم میباشند، که به صورت تقریبی از روابط زیر بدست میآیند:
از طرفی دیگر در روابط (3-1) و (3-2)، ضریب دیالکتریک مؤثر زیرلایه بوده که توسط رابطه زیر محاسبه میگردد:
در این رابطه برابر عرض پچ مربعی () بوده و و نیز به ترتیب ارتفاع و ضریب دیالکتریک زیرلایهای است که پچ تشعشعی بر روی آن قرار دارد.
با توجه به نتایج داده شده در شکل (3-1)؛ جهت حذف مدهای مرتبه بالا و تطبیق مناسب در مدهای تشعشعی اصلی، استفاده از ساختار تغذیه مناسب در آنتن فرکتالی مربعی، از اهمیت فراوانی برخوردار است. به طور کلی روشهای متعددی جها تغذیه آنتنهای مایکرواستریپ وجود دارند که از آن جمله میتوان به روش تغذیه با کابل هممحور، تغذیه با خط مایکرو استریپ، تغذیه با استفاده از کوپلینگ از طریق روزنهو تغذیه با استفاده از تزویج الکترومغناطیسی اشاره کرد.
3-3- آنتن فرکتالی چندبانده
از جمله ساختارهای فرکتالی دیگری که در طراحی آنتنها مورد استفاده قرار میگیرند، ساختارهای فرکتالی خود متشابه میباشند. وجود خاصیت خود متشابه بودن این ساختارها باعث ایجاد خواص چند بانده در آنتنهای منتجه میگردد. در این ساختارها با توجه به درجه تکرار الگوریتم فرکتالی، تعداد عملکرد آنتن مشخص میگردد. در شکل (2-2) با دو نمونه از ساختارهای فرکتالی چندبانده میشویم.
(الف) ساختار فرکتالی سرپینسکی در چهار تکرار اول [10]
(ب) ساختار فرکتالی خود متشابه مربعی در سه تکرار اول [12]
شکل (3-2) دو نمونه از ساختارهای فرکتالی چندبانده
دسته بندی : علمی