پایان نامه کارشناسی در رشته مهندسی مخابرات (روش های افزایش پهنای باند در آنتن های میکرواستریپ-1

پایان نامه کارشناسی در رشته مهندسی مخابرات

عنوان پروژه:

روش های افزایش پهنای باند در آنتن های میکرواستریپ (Microstrip)

(همراه با طراحی و شبیه سازی آنتن نمونه و بررسی تاثیر یکی از روشهای ارائه شده در دو باند فرکانسی)

چکیده

در این پژوهش،که هدف اصلی بررسی روش های افزایش پهنای باند در آنتن های میکرواستریپ میباشد، آنتن های مایکرواستریپ از لحاظ ساختاری و روشهای تحلیل آن از جمله خط انتقال، Cavity و ممان (به اختصار) مورد بررسی قرار گرفته است. از میان آنتن های مایکرواستریپ، آنتن های مایکرواستریپ دایروی و مستطیلی جزو پرکاربرد ترین آنها می باشند. آنتن مایکرواستریپ مستطیلی به دلیل داشتن پارامتر های بیشتری برای طراحی و همچنین ساده تر بودن طراحی و تحلیل آنها، به کار گرفته شده است. در ادامه، روش های دستیابی به پهنای باند بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. از میان روش های ارائه شده، روش پارازیتی شبیه سازی شده است. ابتدا دو آنتن نمونه در باند های 2.25GHz و 5.8GHz طراحی و شبیه سازی شده و سپس روش مذکور روی آنتها پیاده شده است. در این پروژه، هدف طراحی آنتن برای کاربرد خاص یا بهینه سازی آنتن نبوده، بلکه تنها هدف مشاهده افزایش پهنای باند آنتن بعد از اعمال روش، نسبت به پهنای باند آنتن نمونه و اثبات صحت روش مذکور میباشد. در طراحی آنتن ها از زیر لایه Rogers RT استفاده شده است که دارای ثابت دی الکتریک 2.2 می باشد. برای تحلیل آنتن های طراحی شده از نرم افزار HP HFSS که روش المان های محدود (Finite Element)را به کار می گیرد، استفاده شده است.

فهرست مطالب

بخش 1 مقدمه

بخش 2 اصول آنتن

1-2 مقدمه

2-2 آنتن چگونه تشعشع میکند

3-2 نواحی میدان های دور و نزدیک

4-2 تشعشع میدان دور از سیم

5-2 پارامتر های عملکرد آنتن

6-2 انواع اصلی آنتن ها

7-2 سطوح بیضوی و مستطیلی برای مدل های پترن آنتن

بخش 3 آنتن های پچ مایکرواستریپ

1-3 مقدمه

2-3 مزایا و معایب این نوع از آنتن ها

3-3 تکنیک های تغذیه

4-3 روش های آنالیز

بخش 4 روش های افزایش پهنای باند در آنتن های مایکرواستریپ

1-4 Parasitically Coupled (or Gap-Coupled) Patche

2- 4 Stacked Microstrip Patches

3-4 Large Slot Aperture-Coupled Patches

4-4 Aperture- Stacked Patches

بخش 5 طراحی و شبیه سازی آنتن های پچ میکرواستریپ و مقایسه نتایج

1-5 مشخصات طراحی

2-5 مراحل طراحی آنتن های نمونه

3-5 شبیه سازی و نتایج آنتن های نمونه

4-5 اعمال روش پارازیتی و مقایسه نتایج

بخش 6 نتیجه گیری

مراجع

فهرست شکل ها:

شکل 1-2 تشعشع از یک آنتن

شکل 2-2 نواحی میدان اطراف یک آنتن

شکل 3-2 سیستم co-ordinate کروی برای یک دی پل هرتزی

شکل 4-2 پترن تشعشعی یک آنتن جهت دار

شکل 5-2 نمونه هایی از نقشه های تشعشعی صفحه H

شکل 6-2 مدار معادل آنتن فرستنده

شکل 7-2 اندازه گیری پهنای باند از روی نمودار ضریب بازتاب

شکل 8-2 مثال هایی از انواع گوناگون آنتن ها

شکل 9-2 گین آنتن

شکل 10-2 پهنای باند آنتن

شکل 11-2 سکتور سایز آنتن در برابر گین

شکل 1-3 ساختمان یک آنتن پچ میکرواستریپ مستطیلی

شکل 2-3 شکل های رایج برای عناصر پچ مایکرواستریپ

شکل 3-3 تغذیه به روش خط مایکرواستریپ

شکل 4-3 آنتن پچ میکرواستریپ مستطیلی با تغذیه کواکسیال

شکل 5-3 تغذیه به روش Aperture Coupled

شکل 6-3 تغذیه به روش Proximity Coupled

جدول 1-3 مقایسه تکنیک های مختلف تغذیه

شکل 7-3 خط مایکرواستریپ

شکل 8-3 خطوط میدان الکتریکی

شکل 9-3 آنتن پچ مایکرواستریپ

شکل 10-3 نمای فوقانی و جانبی آنتن

شکل 11-3 توزیع بار و تشکیل چگالی جریان روی پچ مایکرواستریپ

شکل 1-4 شماتیکی از پیاده سازی روش Parasitically Coupled

شکل 2-4 شماتیکی از روش Stacked Microstrip Patches با تغذیه لبه ای

شکل 3-4 شماتیکی از روش Stacked Microstrip Patches با تغذیه روزنه ای

شکل 4-4 امپدانس ورودی Stacked Microstrip Patches

شکل 5-4 الگوهای عملکرد پچ تک لایه آنتن پچ میکرواستریپ

شکل 6-4 scalping در پترن تشعشعی برای آنتن large slot aperture-coupled

شکل 7-4 شماتیکی از آنتن Aperture- Stacked Patche (ASP

شکل 8-4 عکسی از ASP

شکل 9-4 امپدانس ورودی ASP

شکل 1-5 آنتن نمونه باند WIMAX

شکل 2-5 آنتن نمونه باند

شکل 3-5 پارامتر S برای آنتن

شکل 4-5 پارامتر S برای آنتن

شکل 5-5 VSWR برای آنتن

شکل 6-5 VSWR برای آنتن

شکل 7-5 منحنی گین یا بهره برای آنتن

شکل 8-5 منحنی گین یا بهره برای آنتن

شکل 9-5 پترن تشعشعی آنتن

شکل 10-5 پترن تشعشعی برای آنتن

شکل 11-5 پترن تشعشعی آنتن

شکل 12-5 پترن تشعشعی برای آنتن

شکل 13-5 آنتن پارازیتال باند WIMAX

شکل 14-5 آنتن پارازیتال باند

شکل 15-5 پارامتر S برای آنتن پارازیتال

شکل 16-5 پارامتر S برای آنتن پارازیتال

شکل 17-5 VSWR برای آنتن پارازیتال

شکل 18-5 VSWR برای آنتن پارازیتال

شکل 19-5 منحنی گین یا بهره برای آنتن پارازیتال

شکل 20-5 منحنی گین یا بهره برای آنتن پارازیتال

شکل 21-5 پترن تشعشعی آنتن پارازیتال

شکل 22-5 پترن تشعشعی برای آنتن پارازیتال

شکل 23-5 پترن تشعشعی آنتن پارازیتال

شکل 24-5 پترن تشعشعی برای آنتن پارازیتال

جدول 1-5 نتیجه گیری نهایی

توجه:

1. فایل ارائه شده در قالب فایل pdf میباشد، لذا در صورت نیاز به فایل قابل ویرایش (doc) اینجا کلیک نمایید.

2. فایل ارائه (سمینار) این پروژه در اینجا قابل دسترسی است.

خرید فایل