نمونه سوالات پیام نور

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای



همیار دانشجو
شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای با بهترین کیفیت که در ادامه قسمتی از آن را مشاهده می کنید :
پارامترهای آنتن آرایه فازی:
براي اندازه گيري و مقايسه کيفيت عملکرد آن ها، پارامترهايي مانند پرتو افکني، ضريب جهت دهندگي، شعاع اصلي و فرعي، پهناي شعاع، مقاومت پرتو افکني، امپدانس ورودي، بازده پرتو افکني، پهناي نوار فرکانس و مانند آنها را تعريف مي کنيم.
نمودار پرتو افکني آنتن ها:
نمودار پرتو افکني آنتن ها، يکي از مهمترين پارامترهاي آنتن ها به شمار مي آيد و بسياري از پارامترهاي مهم ديگر به آن ارتباط دارند . اين نمودار چگونگي پخش توان الکترو مغناطيسي را در همه نقاط ، در فاصله ثابتي(معمولادور از آنتن) نشان مي دهد.
دستگاه مختصات نمايش نمودار پرتو افکني:
امواج منتشر شده در همه آنتن ها عملي در فواصل دور از آنها، تقريبا امواج کروي هستند. اين امر بدين معنا است که شدت ميدان هاي آنتها، با توان اول فاصله کاهش مي يابد و تاخير فاز آنها با r متناسب است.
به همين دليل دستگاه مختصات کروي مناسب ترين دستگاه مختصات براي ترسيم نمودار پرتو افکني آنتن ها مي باشد. به منظور آساني کار، آنتن را در مرکز مختصات قرار مي دهيم و هر نقطه دلخواه p در فضا را با مختصات ) , (r,برابر شکل (۲٫۶) مشخص مي کنيم.براي مقايسه دستگاه مختصات مستطيلي(x,y,z) نيز در شکل نشان داده شده است. ملاحظه مي کنيد که r فاصله نقطه p از مرکز مختصات است و θزاويه بين خط OP محور z مي باشد. تصوير نقطه p بر روي صفحه xy را با نقطه p΄ نشان داده ايم. زاويه ، زاويه خطOP΄ از محور x مي باشد. تبديل مختصات کروي به مستطيلي و بر عکس، در مواردي، در حل مسائل آنتن ها لازم مي شود که با استفاده از اصول هندسي، به آساني انجام پذير خواهد بود.
نمودار پرتو افکني سه بعدي و دو بعدي :
آنتني را در نظر بگيريد که در مرکز مختصات کروي قرار دارد. اکنون سطحي کروي به شعاع ثابت rرا پيرامون مرکز مختصات در نظر بگيريد و فرض کنيد هدف ما، اندازه گيري و يا محاسبه مقدار ( قدر مطلق) ميدان الکتريکي موج منتشر شده از آنتن، در هر نقطه بر روي سطح کروي باشد از آنجا که بيشتر آنتن ها امواج را به طور يکنواخت در فضا پخش مي کنند؛ مقدار ميدان الکتريکي E، تابعي از , خواهد بود.
( , E)نمودار پرتو افکني ميدان الکتريکي آنتن ناميده مي شود. به همين ترتيب، مي توان به جاي مقدارE در هر نقطه بر روي سطح کره، ميانگين زماني چگالي توان موج را اندازه گيري و ترسيم کرد و تابع
) P) که به اين ترتيب بدست مي آيد، نمودار پرتو افکني توان آنتن ناميده مي شود. نمودار پرتو افکني هر آنتن، نموداري سه بعدي است که در شکل زیر نشان داده شده است.

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای در قالب word به صورت کامل در ۸۳ صفحه به قیمت ۱۵۰۰۰ تومان که لینک دانلود بلافاصله بعد از پرداخت نمایش داده می شود.

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای

مبناي نظري آنتن ها بر معادلات ماكسول استوار است. جيمز كلارك ماكسول (۱۸۳۱-۱۸۷۹) در سال ۱۸۶۴ در حضور انجمن سلطنتي انگلستان نظريه خود را ارائه داد؛ مبني بر اينكه نور و امواج الكترو مغناطيسي پديده هاي فيزيكي يكساني دارند. همچنين پيش بيني كرد كه نور و اختلالات الكترو مغناطيسي را مي توان به صورت امواج رونده داراي سرعت برابر توجيه كرد. در سال ۱۸۸۲ فيزيكدان آلماني هاينريش هرتز (۱۸۹۴-۱۸۷۵) با افزايش تحقيقات در اين زمينه ادعاي ماكسول را در عمل اثبات كرد و نشان داد كه امواج الكترو مغناطيسي در فضا منتشر مي شود. هرتز، آنتن هايي از نوع دو قطبي و سهموي را نيز ساخت. مهندس برق ايتاليايي ماركوني (۱۹۳۷-۱۸۷۴) نيز يك آنتن استوانه ميكروويو در طول موج ۲۳ سانتي متري را ساخت، ولي كارهاي بعديش براي حصول برد مخابراتي بهتر در طول موج هاي بلند تر بود.

فيزيكدان روسي الكساندر پوپوف (۱۸۹۵-۱۹۰۵) نيز اهميت كشف امواج راديويي را توسط هرتز تشخيص داد و يك سال بعد، قبل از ماركوني شروع به فعاليت كرد. اغلب افتخار كاربرد اولين آنتن در اولين سيستم راديويي را در سال ۱۸۷۹ براي ارسال سيگنال از كشتي به ساحل در مسافت ۳ مايل به او مي دهند. در هر حال اين ماركوني بود كه راديوي تجارتي را توسعه داد و مخابرات راديويي را در ماوراي اقيانوس اطلس ايجاد كرد. ماركوني را پدر راديوی آماتور مي شناسند. لازمه ارتباط در اين سال ها با آنتن محدود به وجود مولدهاي سيگنال بود. ساخت مولدهاي سيگنال كلايستروني و مگنتروني ( در حدود يك گيگا هرتز ) باعث شد كه آنتن هاي بوقي توسعه يابند. در طول جنگ جهاني دوم اولين كوشش ها جهت توسعه آنتن هاي مدرن براي رادار انجام گرفت، و هم اكنون آنتن هاي پيشرفته اي جهت ارتباط مايكروويوي و راداري ساخته مي شوند. كه آنتن هاي آرايه فازي از جمله ي اين آنتن ها مي باشند.

قسمتی از فصل دوم پایان نامه :

ما در این فصل می خواهیم در مورد آنتن های آرایه ای بحث نمائیم. اما به علت اینکه هدف ما معرفی و شبیه سازی این آنتن های در باند X می باشد، برای این منظور در ابتدا در مورد این باند فرکانسی توضیحات مختصری را ارائه می دهیم.
فركانس‌هاي مخابراتي
همان‌گونه كه اشاره شد، امواج راديويي براي كاربردهاي گوناگون، داراي فركانس‌هاي متفاوتي هستند. بنابراين و با توجه به گستره جهاني مخابرات و ارتباطات راديويي، يك مرجع جهاني بايد وظيفه تنظيم و مديريت وضعيت فركانس‌هاي امواج را بر عهده داشته باشد تا از تداخل و اخلال جلوگيري به عمل آيد. امروزه، بخش مخابرات راديوييِ اتحاديه بين‌المللي مخابرات راه دور يا آي‌تي‌يو كه يك نهاد زيرنظر سازمان ملل متحد است، اين وظيفه جهاني را بر عهده دارد.

باندهاي فركانسي
باند فركانسي عبارت است از يك محدوده مشخص از فركانس‌ها. اتحاديه بين‌المللي آي‌تي‌يو، باندهاي فركانسي را مطابق جدول استاندارد ذيل مشخص كرده است:

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای

ارتباطات ماهواره‌اي معمولاً در باند فرکانسي اِس‌اِچ‌اِف و گاهي نيز در باندهاي يو‌اِچ‌اِف و ئي‌‌اِچ‌اِف انجام مي‌پذيرند. اما بر اساس استانداردهاي مختلف رايج، بازه‌هاي فركانسي ديگري نيز، به‌ويژه در محدوده فركانس‌هاي ماهواره‌اي، نام‌گذاري مي‌شوند. به عنوان مثال، [موسسه مهندسان الكترونيك و الكتريك] يا «[آي‌تريپل‌ئي]» باندهاي فركانسي ذيل را بر اساس  استاندارد را در شماره ۵۲۱ خود تعريف و نام‌گذاري مي‌كند:

  1. باند پي (P): از ۲۳/۰ تا ۱ گيگاهرتز
  2. باند اِل (L): از ۱ تا ۲ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در خدمات ماهواره‌اي سيار
  3. باند اِس (S): از ۲ تا ۴ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي سنجشي
  4. باند سي (C): از ۴ تا ۸ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري
  5. باند اِكس (X): از ۸ تا ۱۲ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي نظامي (از ۸ تا ۵/۱۲ گيگاهرتز در ايالات متحده)
  6. باند كِي‌يو (Ku): از ۱۲ تا ۱۸ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از ۵/۱۲ تا ۱۸ گيگاهرتز در امریکا)
  7. باند كِي (K): از ۱۸ تا ۲۷ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از ۱۸ تا ۵/۲۶ گيگاهرتز در ايالات متحده)
  8. باند كِي‌اِي (Ka): از ۲۷ تا ۴۰ گيگاهرتز، بيشتر کاربرد در ماهواره‌هاي ارتباطات تجاري (از ۵/۲۶ تا ۴۰ گيگاهرتز در امریکا)
  9. باند اُ (O): از ۴۰ تا ۵۰ گيگاهرتز
  10. باند وي (V): از ۵۰ تا ۷۵ گيگاهرتز

قابل ذكر است كه اين محدوده‌گذاري چندان بر استاندارد آي‌تي‌يو، منطبق نيست. مثلاً بر خلاف استاندارد ارائه شده از طرف آي‌تي‌يو، آي‌تريپل‌ئي محدوده باند يواِچ‌اِف را از ۳۰۰ مگاهرتز تا ۱ گيگاهرتز ذكر مي‌كند. به هر حال، يك استاندارد مشخص جهان‌شمول براي اين دسته‌بندي وجود ندارد. در مراجع مختلف باندهاي فركانسي ذيل نيز تعريف شده‌اند:

  • باند آر (R): از ۷۶/۱ تا ۶/۲ گيگاهرتز
  • باند اِچ (H): از ۹۵/۳ تا ۸۵/۵ گيگاهرتز
  • باند كيو (Q): از ۳۳ تا ۵۰ گيگاهرتز
  • باند يو (U): از ۴۰ تا ۶۰ گيگاهرتز
  • باند دابليو (W): از ۷۵ تا ۱۱۰ گيگاهرتز
  • باند مايكرووِيو: از ۱ تا ۳۰۰ گيگاهرتز

اما بايد توجه داشت كه اگرچه تعريف و نامگذاري محدوده‌هاي متفاوت است، اينكه هر محدوده مشخص فركانسي (بدون در نظر گرفتن نام آن محدوده) براي چه منظوري و تحت چه ضوابطي مورد استفاده قرارگيرد، فقط برعهده آي‌تي‌يو است و همه كشورهاي جهان موظف به رعايت آن هستند.

بنابراین همانطور که بیان شد، باند X باند فرکانسی ۸-۱۲GHz است که کاربرد بسیار زیادی در تجهیزات مخابراتی و بخصوص در رادارها دارد.

آنتن­های آرایه ­فازی:

از ویژگی‌های آنتن‌های آرایه فازی، امکان دستیابی به پترن‌های دایرکتیو (لوب اصلی باریک) و تغییر جهت لوب اصلی آنتن است؛ ویژگی‌ای که در رادارهایی که وقتی آنتن قادر به حرکت‌های مکانیکی نیست، امکان اسکن کردن محیط وسیعی را برای آن فراهم می‌آورد.

در فرکانس های بالا، برای اکثر آنتن‌ها، الگوی تابش به شکل ایزوتروپیک نزدیک می‌شود که برای حصول الگوهای تابش دایرکتیو، آرایه فازی کردن، برای طیف وسیعی از انواع آنتن ها مفید خواهد بود.

این دسته از آنتن ها در سیستم های راداری هواپیماها کاربرد گسترده ای دارد که البته هزینه طراحی آنها نسبت به انواع دیگر، بیشتر است.

یک آرایه آنتن در حقیقت عبارت است از سیستم تشعشعی که شامل چندین تشعشع کننده یا عنصر تکی است. این عناصر در یک آرایه در کنار هم قرار دارند که هریک در میدان القائی بقیه واقع می‌شوند. بنابراین بر روی هم اثر گذاشته و یک پرتو کلی ایجاد می‌کنند که به صورت جمع برداری تک تک پرتوها حاصل می‌شود.

تئوری آرایه فازی به طور وسیعی در کاربردهای نظامی، پزشکی، ارتباطات و غیره به کار گرفته می شود.

در کاربرد های نظامی، این آنتن ها قادر به چرخش لوب اصلی پترن آنتن در زمان های بسیار کوتاه در حد چند نانو ثانیه بوده که امکان قفل بر روی تعداد بسیار زیادی از اهداف را فراهم می آورد.

آنتن های آرایه فازی اکتیو به طور گسترده توسط ارتش‌های کشورهای پیشرفته بر روی هواپیماها و رزم ناوها و پایگاه‌های زمینی و متحرک و نیز در رادارهای رهگیری موشک های بالستیک به کار گرفته می شود.

اصول آرایه ­فازی:

الزامات آرایه فازی برای سیستم ها:

  • قابلیت تفکیک در زاویه است که بستگی به نقاط نیم توان بیم دارد که در رادارهای آرایه فاز ی در هر بیم نقاط نیم توان از رابطه زیر به دست می آید:

θ۳db=

۳db پهنای بیم در نقاط نیم توان

k عدد ثابت بین ۷۰درجه  و ۲۲  رادیان

λ طول موج برحسب متر

d قطر دهانه ای که ( سلولی که ) بیم را می سازد بر حسب متر

  • قدرت تفکیک در برد (cross range resolution) که با xRδ نمایش داده می شود به صورت زیر محاسبه می شود.

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای
جهت دانلود شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای از فرم زیر اقدام نمایید.

تعداد صفحات نوع فایل قیمت
83 word 15,000 تومان

شبیه سازی و طراحی آنتن های آرایه ای



دریافت شماره تلفن همراه صرفا جهت پشتیبانی می باشد و برای تبلیغات استفاده نمیشود.
اپلیکیشن دانلود رایگان سوالات پیام نور

بانک نمونه سوالات پيام نور خرید نمونه سوالات پیام نور دانلود سوالات ارشد پيام نور دانلود سوالات رشته حقوق پیام نور دانلود فایل های رایانش ابری دانلود نمونه سوالات دروس عمومی پیام نور دانلود نمونه سوالات رشته روانشناسي عمومي پيام نور دانلود نمونه سوالات پیام نور سئوالات پيام نور با پاسخنامه مجموعه سوالات آزمون استخدامی آموزش وپرورش نمونه سوالات ترمي ارشد پيام نور نمونه سوالات دانشگاه پیام نور نمونه سوالات پيام نور - کارشناسي ارشد نمونه سوالات پيام نور با جواب نمونه سوالات پيام نور با پاسخنامه نمونه سوال با پاسخ نمونه سوال پيام نور نمونه سوال پيام نوري نمونه سوال کارشناسي ارشد پيام نور پاسخ نامه نمونه سوالات پيام نور