آنتن موجبر شیاردار دارای کاربردهای فراوانی در مخابرات راه دور ، رادار و نیز مخابرات دریایی دارد چراکه آنتن های موجبر شیاردار دارای مزیت های بسیاری همچون گین نسبتاً بالا و توانایی تحمل توان های بالا، سادگی ظاهری و هندسی ، بازده نسبتاً بالا ، پلاریزاسیون متعامد پایین، تراز گلبرگ کناری پایین و توانایی تشعشع در جهت broadside می باشند . برای آن که شیار در دیواره باریک امکان تشعشع داشته باشد می بایستی به صورت زاویه دار نسبت به دیواره باریک ایجاد گردد که این زاویه ایجاد پلاریزاسیون متعامد و در نتیجه بیم ثانویه در پترن تشعشعی می نماید. برای حذف پلاریزاسیون متعامد می بایستی زاویه شیار حذف شود و از طرفی می بایستی توزیع میدان در موجبر به گونه ای تغییر کند که شیار بدون زاویه امکان تشعشع داشته باشد. تیغه ها گزینه های مناسبی برای تغییر در توزیع میدان در موجبر ودر نتیجه تشعشع آنتن می باشند.در این پایان نامه به بررسی موجبرهای تک تیغه ای زاویه دار و موجبرهای دو تیغه ای محدب و مقعر پرداخته شده است. در این موجبرها با توجه به حضور تیغه ها توزیع جریان سطحی در دیواره باریک به گونه ای تغییر یافته است که شیار بدون زاویه امکان تشعشع داشته و کمترین میزان پلاریزاسیون متعامد را داشته باشد. البته حضور تیغه ها موجب افزایش گین و بهره آنتن نیز نسبت به حالت شیار زاویه دار شده است. و در واقع مهمترین مشکلات آنتن آرایه ای موجبر شیاردار در دیواره باریک را که پلاریزاسیون متعامد و در نتیجه بیم ثانویه، گین پائین و بهره کم می باشد با توجه به بکارگیری اشکال متناسب تیغه ها حل شده است.

در این پایان نامه، انواع آنتن های مایکرواستریپ و روشهای تحلیل آن مورد بررسی قرار گرفته است. از میان آنتن های مایکرواستریپ، آنتن های تک قطبی مایکرواستریپ به دلیل داشتن پارامترهای بیشتری برای طراحی و هم چنین برخی مزیت های مهم،در این پایان نامهبررسی شده اند.سپس در ادامه، آنتن های تک قطبی مایکرواستریپ پهن باند توضیح داده شده و در فصل سوم، سه نوع مختلف آنتن تک قطبی مسطح جدید با تغذیه ریزنوار برای کاربردهای فراپهن باند را پیشنهاد داده ایم. اولین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی ریزنوار حلقه ای با تغذیه دوگانه است. این آنتن از دو سطح تشعشعی حلقوی دایروی شکل و یک خط تغذیه دوگانه با صفحه زمین ناقص شده تشکیل شده است که پهنای باند بیشتر از 135% را برای vswr<2 ارائه می کند. دومین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی چاپی جدید با ویژگی حذف باند می باشد. این آنتن از سطح تشعشعی مستطیلی شکل تشکیل شده، که پهنای باند بیشتر از 118 % (5/11-3 گیگاهرتز) را برای vswr<2 ارائه می کند. باند حذف شده، باند 5 گیگاهرتز wlanرا پوشش می دهد، که با استفاده از دو عدد شکاف? شکل اصلاح شده در صفحه زمین، به جای تغییر سطح تشعشعی یا شکل های خط تغذیه آنتن فراهم شده است. نهایتا سومین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی چاپی جدید دیگر و با ویژگی حذف باند می باشد. آنتن مورد بحث از یک سطح تشعشعی شبه دایروی با دو گام تیپر شده و یک صفحه زمین ناقص شده تشکیل شده است که پهنای باند بیشتر از 131 % (7/14-5./3 گیگاهرتز) را برای vswr<2 ارائه می کند. باند حذف شده، باند 5 گیگاهرتز wlanرا پوشش می-دهد، که با استفاده از یک شکاف دایروی شکل در سطح تشعشع کننده و یک عنصر پارازیتی t- شکل در قسمت پشتی زیرلایه استفاده شده است. تمامی نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار hfssصورت گرفته است. سپس آنتن مورد نظر در مرکز تحقیقات مخابرات ایران تست شده است. پارامترهای آنتن از قبیل vswrو پترن تشعشعی آنتـن هم با نرم افزار hfssو هم از طریق اندازه گیری با دستگاه network analyserدر آزمایشگاه آنتن در پایان آورده شده است که تمامی این نتایج تطابق خوبی با طراحی و تحلیل انجام شده دارند.

در این میان آنتنهای آرایه میکرواستریپ به سبب فراهم آوردن امکاناتی نظیر بهره تشعشعی مناسب، جهت تشعشعی متغیر، الگوهای تشعشعی شکل دار و هندسه قابل انعطاف مورد توجه قرار گرفته است. آنتن آرایه ای میکرواستریپ در کاربردهای مخابرات بی سیم، رادار و گستره وسیعی از سیستمهای مایکروویو مدرن، به طور وسیعی استفاده میشود. روشهای متفاوتی برای تغذیه آنتنهای آرایه ای وجود دارد. یکی از این روشها تغذیه سری است. تغذیه سری آنتن آرایه ای، مزایای یک شبکه تغذیه ساده را داراست. شبکه تغذیه سری میتواند هم رزونانسی باشد و هم از نوع موج-رونده . در مقایسه آرایه تغذیه سری رزونانسی با آرایه تغذیه سری موج-رونده مزایا و معایبی وجود دارد. سوالات اصلی این تحقیق شامل موارد زیر می باشد. - چه تغییراتی در هندسه آرایه آنتن مذکور منجر به افزایش بهره می گردد؟ - چه تغییراتی در هندسه آرایه آنتن مذکور منجر به کاهش گلبرگهای کناری می گردد؟ -چه هندسه ای از چوک و یا پره منجر به دست یابی به درجات آزادی بیشتر برای افزایش بهره و کاهش گلبرگهای کناری می گردد؟ با ساخت و عرضه دستگاه های رادیویی موج کوتاه در سالهای 1920 امکان استفاده از آرایه های آنتن در اندازه ها و ابعاد معقول فراهم شد و در نتیجه یک روش مناسب برای ایجاد یک پرتوی تشعشعی جهتی برای مخابرات رادیویی پدید آمد. در خلال جنگ جهانی دوم آنتن های آرایه ای یو اچ اف و میکروویو در سیستم های رادار بکار برده شدند. امروزه آرایه ها در فرکانس های میکروویو و بالاتر کاربردهای وسیعی در سیستم های مخابرات ماهواره ای دارند. آنتنهای آرایه میکرواستریپی از دیرباز به سبب فراهم آوردن امکاناتی نظیر بهره تشعشعی بالا، جهت تشعشعی متغیر، الگوهای تشعشعی شکل دار و هندسه قابل انعطاف مورد علاقه کاربران در حوزه های مختلف بوده است. ایده آنتن مایکرواستریپ به تاریخ 1950 میلادی بازمی گردد، اما تا سال 1970 میلادی توجه جدی به این عنصر منحصر به فرد وجود نداشت. آنتن میکرواستریپ یک تابه نسبتا پهن رو به پهلویی را نسبت به صفحه زیر لایه بوجود می آورد. برخی از خصوصیاتی که این آنتن را مورد توجه قرار داده است، قابلیت انطباق، هزینه غالبا کم، ساخت آسان آن در آرایه های خطی و صفحه ای و ادغام آسان آن با مدارات مجتمع مایکروویوی است. پس از آنکه ساختار اصلی پیشنهاد شد، انواع گوناگونی از اشکال، روشهای تغذیه، شکل زیر لایه و هندسه آرایه، توسط محققان، در سرتاسر دنیا ارائه شد. امروزه این آنتن یکی از بیشترین کثرت نوآوری ها را در طراحی وتئوری آنتن در سالهای اخیر داشته است. اغلب طراحی ساده و هزینه ساخت کمتر از مزایای آنتن های آرایه ای خطی میکرواستریپ نسبت به آنتن های آرایه ای مسطح میکرواستریپ می باشد. به نظر میرسد بتوان با استفاده از روشهایی، جایگزین مناسبی برای آنتن های آرایه ای مسطح در برخی از کاربردها یافت.

در این پایان نامه هدف طراحی اتصال چرخان پهن باند برای آنتن های سیستم های جستجو گر است. از آنجا که اطلاعات و منابع اندکی درباره انواع و روش های طراحی اتصالات چرخان موجود است، سعی بر آن شده است تا در ابتدا تحقیق جامعی درباره انواع و روش های طراحی این قطعه پر کاربرد در سیستم های مخابراتی به خصوص سیستم-های نظامی صورت گیرد و سپس روشی برای پهن باند ساختن نوعی از این اتصالات که کاربرد در آنتن های جستجو گر دارد با استفاده از موجبرهای دو تیغه ای ارائه شده است. با استفاده از این روش یک اتصال چرخان 3 کاناله پهن باند برای باند 8 تا 18 ghz طراحی گردیده است. در طراحی همواره سعی بر آن بوده تا ساختار اتصال چرخان کوچک و کم حجم باشد. در پایان روش طراحی به حالت n کاناله تعمیم داده شده است و برای بررسی صحت روش ارائه شده ساختار 6 کاناله نیز طراحی و شبیه سازی شده است.

در این پژوهش، روشی جدید ارائه شده است که در آن با در دست داشتن پرتو تشعشعی میدان دور آنتن-های آرایه ای، مکان و تعداد المان های خطا در این آنتن ها شناسایی می گردد. الگوریتم پیشنهادی، روشی است مبتنی بر بکارگیری شبکه عصبی برای مانیتورینگ عملکرد المان ها در آرایه و شناسایی ناحیه وقوع خطا. این روش به راحتی قابل بکارگیری در کاربردهای بلادرنگ از جمله سیستم های جبران خطا می باشد. وقوع خطا در یک المان به معنای عدم تشعشع یا تشعشع ناقص المان می باشد. در اینجا المان خراب المانی تلقی می شود که توسط خطوط تغذیه تحریک نمی شود و به صورت عادی تشعشع نمی کند. وجه تمایز این روش با روش های پیشین، در این است که علاوه بر لحاظ نمودن اثر کوپلینگ متقابل میان المان ها در پرتو تشعشعی آنتن اولیه، اثر حضور پارازیتی المان بدون تشعشع در مجاورت المان های سالم نیز در پرتو تشعشعی نهایی در نظر گرفته شده است. شناسایی المان یا المان های خطا، توسط یک شبکه عصبی mlp انجام می شود، که به وسیله ی پرتوهای شبیه سازی شده ی تمام حالات ممکن وقوع خطا در آنتن آرایه ای، تحت الگوریتم پس انتشار bp، آموزش دیده است. کاربرد شبکه عصبی mlp، ایجاد یک نگاشت غیرخطی است که نمونه هایی از پرتو انحرافی را دریافت کرده و آنها را به ترکیبی از المان های سالم و خراب آرایه که امکان ایجاد چنین پرتو انحرافی را دارد، می نگارد. روش پیشنهادی، بر روی یک نمونه آنتن آرایه ای مسطح مایکروستریپ 4×4 واقعی با تغذیه یکنواخت پیاده سازی شده است. نتایج نهایی بکارگیری الگوریتم پیشنهادی بر روی شناسایی المان خطا در نمونه های شبیه سازی شده، در بهترین حالت میزان موفقیت 100درصدی و در بدترین حالت میزان موفقیت 75درصدی را نشان می دهد. این الگوریتم بر روی یکی از حالات وقوع خطای واقعی نیز تست شده است و میزان موفقیت نهایی آن در شناسایی ناحیه ی وقوع خطا در بهترین حالت، 100درصد و در بدترین حالت 84درصد می باشد.

نسل­های بعدی سیسستم­های مخابرات بی­سیم باید بتوانند نرخ داده بالاتری را نسبت به سیستم­های کنونی تامین کنند. هزینه تامین این ناز نیز باید پایین باشد. متاسفانه زیرساخت مخابرات بی­سیم امروزی به اندازه­ی کافی برای ارائه این خدمات جدید مجهز نیست. موانع اصلی این امر عبارتند از: پهنای باند محدود در دسترس، توان انتقالی محدود و نوسانات شدت سیگنال که در کانال­های بی­سیمچند متغیری امری طبیعی است. سیستم­های آنتن چند ورودی –چند خروجی (mimo) یکی از روش­های تکنیکی بسیار موثر و کارآمد می­باشد که می­تواند به رفع موانع در سیستم­های بی­سیم پیشرفته کمک کند. هر چند سیستم­های mimo ، نرخ داده بالایی را فراهم می­کنند اما این روش در دستگاههای قابل حمل با ترمینال­های کوچک، که فضای کمی را برای سیستم­های آنتن دارند، با مشکل مواجه است. به منظور برطرف کردن این محدودیت­ها، استفاده از آنتن­های شکل­پذیر پیشنهاد می­شود. این آنتن­­ها می­توانند ،بسته به مشخصات کانال بی­سیم، مشخصات تشعشعی و یا فرکانس کاری خود را تغییر دهند. تمرکز این پایان­نامه بر روی آنتن­های شکل­پذیر فرکانس می­باشد. دو آنتن شکل­پذیر ارائه می­شود: 1) آرایه­ی آنتن تک­قطبی چاپی­یِ شکل­پذیر، 2) آرایه­ی آنتن پچ شکل­پذیرِ u-شکل. فرکانس کاری این آنتن­ها با استفاده از دیود pin تغییر می­کند. مشخصات تشعشعی آنتن­ها با تغییر فرکانس کاری آنتن ثابت می­مانند. ثابت می­شود که این آنتن­ها برای کاربرد­های mimo بسیار مناسب می­باشند. در طراحی و بهینه­سازی آنتن­ها از الگوریتم بهینه­سازی iwo استفاده شده است.

طراحی و سنتز پرتو کانتوری برای کاربردهای گوناگون از قبیل مخابرات ماهواره در طول چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از تکنیک های سنتز الگوی تشعشعی مورد نظر و همچنین پیاده سازی روش های جستجوی تصادفی پاسخ از قبیل روش های بهینه سازی، می توان پرتوهایی مختلفی از قبیل پرتو مجذور کسکانت، پرتو کانتوری و ... را ایجاد کرد. به همین منظور، ساختارهای متنوعی از قبیل آنتن بازتابنده شکل داده شده، آنتن آرایه فازی و آنتن بازتابنده با تغذیه آنتن های آرایه فازی بررسی شده است. پیاده سازی شبکه تشعشعی بوسیله آنتن بازتابنده با تغذیه المان های آنتن آرایه فازی به دلیل مزایایی متعددی که نسبت به آنتن بازتابنده شکل داده شده دارد، بطور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. آنتن بازتابنده متقارن و یا بازتابنده آفست با تغذیه آرایه فازی برای سنتز الگوی تشعشعی مجذور کسکانت و کانتوری مورد استفاده قرار می گیرد. برای سنتز الگوهای تشعشعی مختلف، روش بهینه سازی invasive weed optimization (iwo) بعنوان روشی جدید برای کاربردهای گوناگون در مسائل الکترومغناطیس معرفی شده و صحت پاسخ و همگرایی آن با دیگر روش های موجود از قبیل particle swarm optimzation (pso) و همچنین روش genetic algorithm (ga) مقایسه شده است. پرتو مجذور کسکانت بعنوان الگوی تشعشعی در راستای یک بعد برای سنتز پرتو با استفاده از روش بهینه سازی iwo در نظر گرفته شده است. با استفاده از برنامه "لینک" پیاده سازی بین نرم افزارهای matlab و feko، الگوی تشعشعی میدان دور آنتن بازتابنده سنتز شده است. با استفاده از چیدمان های مختلف المان های آرایه آنتن بوقی، پرتوهای کانتوری شکل مختلف در صفحه u-v برای میدان دور در نظر گرفته شد. پرتو بیضی ساده و بیضی چرخیده شده با نسبت قطر بزرگ و کوچک 1:2 در صفحه u-v بعنوان مدل های کانتوری برای سنتز فرض شده است. در نهایت برای تولید پرتو کانتوری کشور ایران، روابط مربوط به تصویر پرتو بر روی زمین از دیدگاه آنتن قرار گرفته بر روی ماهوره مدار geo پیاده سازی شده و شکل کانتور کشور ایران رسم شده است.

در این پایان نامه ابتدا به بررسی خصوصیات فیلترهای میان گذر پرداخته و روش های طراحی فیلتر مسطح را به صورت مختصر توضیح می دهیم. سپس به بررسی دقیق ساختارهای زمین ناقص می پردازیم و نشان می دهیم در سال های اخیر تلاش های فراوانی جهت ایجاد اشکال شهودی dgs با خصوصیات مطلوب صورت پذیرفته است. در ادامه با توضیح الگوریتم ژنتیک روش پیکسل بندی و ایجاد اشکال غیرشهودی (پیکسلی) به کمک این الگوریتم را توضیح خواهیم داد. سپس سه ساختار فیلتری شامل، فیلتر پایین گذر فشرده با ناحیه ی قطع تیز و وسیع، فیلتر میان گذر بسیار فشرده با ناحیه ی قطع تیز و وسیع و فیلتر uwb با فرکانس قطع تیز را به کمک روش مذکور طراحی خواهیم نمود. همچنین نتایج ساخت و شبیه سازی هریک از سه فیلتر فوق ارائه خواهد شد. نهایتا در فصل آخر پیشنهاداتی برای بهبود عملکرد الگوریتم موجود ارائه خواهد شد.

در این پایان نامه از لینک بین نرم افزارهایmatlab وfeko برای تحلیل، سنتز و بهینه سازی آنتن بازتابنده شکل داده شده تک تغذیه برای طراحی آنتن هایی با شکل بیم های مختلف از جمله بیم مجذور کسکانت، بیم بادبزنی و بیم کانتوری برای پوشش کشور ایران استفاده می شود. در این روش، رویه آنتن بازتابنده شکل داده شده با یک سری از توابع متعامد کامل مانند چندجمله ای های متعامد ژاکوبی فوریه در نرم افزار مطلب بسط داده می شود. ضرایب این بسط در تکرار اول می تواند ضرایب آنتن بازتابنده سهموی ساده و در بقیه تکرارها این ضرایب از بین محدوده ای که در الگوریتم بهینه سازی به آن اختصاص داده شده اند انتخاب شود. سپس در هر تکرار، مش رویه متناظر در نرم افزارfeko، (edit feko)، وارد می شود. پترن، میدان ناحیه دور و سایر پارامترهای آنتن در این نرم افزار با استفاده از روش تحلیل نور فیزیکی بدست می آید. در نهایت این پترن محاسبه شده با پترن میدان دور مطلوب مقایسه می شود. لازم به ذکر است از ضرایب بسطی که دارای تابع خطای کمینه تری باشند در تولید نسل جدید ضرایب در الگوریتم بهینه سازی استفاده می شود. این فرآیند آن قدر تکرار می شود تا جواب رضایت بخشی حاصل شود و یا تعداد تکرارها به پایان رسد. در این پایان نامه پس از معرفی و بیان اصول عملکرد انواع مختلف روشهای بهینه سازی همچون الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی ازدحام ذرات به بیان جزئیات یک روش بهینه سازی جدید و توانمند تحت عنوان الگوریتم رقابت استعماری پرداخته می شود. نتایج حاصل از بهینه سازی مساله با این روش جدید و سایر روشها ارائه و مقایسه می شوند. از الگوریتم رقابت استعماری در بهینه سازی و سنتز آنتن بازتابنده با بیم کانتوری برای پوشش کشور ایران استفاده می شود و توانمندی آن در بهینه سازی مسایل در حوزه الکترومغناطیس به اثبات می رسد. در مسأله طراحی بیم کانتوری روش نور فیزیکی با استفاده از لینک بین نرم افزارهایmatlab وfeko انتخاب مناسب و دقیقی برای طراحی آنتن بازتابنده با بیم کانتوری است.

آرایه فازی به منظور هدایت بیم در راستایی خاص نیازمند شبکه تغذیه ویژه ای می باشد. رتمن لنز به عنوان یکی از این ساختارهای تغذیه با قابلیت تحریک چند بیم در زوایای متفاوت در یک زمان، استفاده گسترده ای پیدا کرده است. در این پژوهش مهم ترین عوامل موثر بر پهنای باند این شبکه در ساختار مایکرواستریپ، که شبکه تطبیق امپدانس، رفتار انتشاری موج در بخش صفحات موازی و خطای فاز خطوط انتقال می باشند، بررسی شده و سعی شده است تا این عوامل در جهت افزایش پهنای باند بهینه شوند. در این راستا به شناخت رفتار امپدانسی بخش صفحات موازی و عوامل همگرایی آن با خط مایکرواستریپ پرداخته شده است. براین اساس تغییر پهنای خط در محل اتصال به صفحات موازی و تغییر ثابت دی الکتریک به ترتیب بیشترین نقش را در این همگرایی دارند. همچنین مشخصات شبکه تطبیق امپدانس مناسب به منظور کاهش خطای فاز ناشی از انتشار موج در بخش صفحات موازی با بررسی عوامل مختلف بدست آمدند. براساس نتایج بدست آمده، کاهش پهنای خط در محل اتصال به صفحات موازی و کاهش ارتفاع فیبر می تواند به کاهش خطای فاز منجر شود. همچنین با بررسی تیپرینگ های نمایی، یکنواخت و کلوفنشتاین مشخص گردید تیپرینگ نمایی بیشترین خطای فاز را ایجاد می کند. نکته دیگر اینکه در صورتی که طول خط تیپر شده نسبت به پهنای خط در محل اتصال به صفحات موازی خیلی بیشتر باشد، نوع تیپرینگ تأثیر زیادی در توان بازگشتی ندارد. همچنین با توجه به تغییر ثابت دی الکتریک موثر با تغییر فرکانس و نیز ایجاد خاصیت سلفی و خازنی در محل خم خوردگی خطوط انتقال، به منظور کاهش خطای فاز بهتر است این خطوط برای فرکانس مرکزی باند مورد نظر بهینه شوند.

در این پایان نامه، به بررسی و طراحی یک آنتن آرایه ای مونوپالس می پردازیم که به منظور استفاده بهینه ازفضای موجود، با سطح یک رفلکتورسهموی همدیس می شود. این آنتن برای کاربردهای شناسایی دوست از دشمن طراحی شده است. ازاینرو، این آنتن بایستی دراین باند فرکانسی دارای یک پرتوی بادبزنی باترازگلبرگ کناری کمتراز db25- وعرض پرتوی نیم توان باریک در راستای elevation باشد. همچنین نیازمندحداکثربهره برای این آنتن بادرنظرگرفتن مساحت محدود آنتن رفلکتور هستیم. به همین جهت بادرنظرگرفتن محدودیت های پیش رو، یک آرایه 1×12 به صورت همدیس باسطح رفلکتور تشکیل می دهیم. عنصر به کارگرفته شده در این آرایه یک دوقطبی چاپی بهینه شده با بالن قابل تنظیم بوده تابتواند با امپدانس های مختلف به راحتی تطبیق یابد. برای دستیابی به الگوی تشعشعی مناسب تحریک عناصر آرایه رابااستفاده ازالگوریتم ژنتیک بهینه سازی می کنیم. با بدست آوردن دامنه و فازبهینه شده برای هرعنصر آرایه به تراز گلبرگ کناری کمتر از db25- درصفحه h دست یافتیم. همچنین بهره آنتن dbi4/15 باعرض پرتوی db3 برابر با ?67 و ?12 دردوصفحه اصلی می باشد.

آنچه در پایان نامه ی پیشرو از نظر خواهد گذشت، ارائه ی ساختاری جدید جهت حصول پلاریزاسیون متعامد پایین در آنتن های شکافدار طول بلند موج نشتی است. طراحی جدید به کمک موجبر تیغه دار صورت گرفته است که طی آن، شکل خاصی از تیغه جهت حصول توزیع شکاف تیلوری با تراز گلبرگ کناریdb 35 بدست آمده است. پیش از این کاربرد تیغه در طراحی آرایه های موجبری شکافدار تشدیدی صورت گرفته است و برای اولین بار در این پایان نامه از موجبر تیغه دار جهت طراحی آنتن شکافدار طول بلند موج نشتی استفاده شده است. این تحقیق هم برای شکاف واقع بر دیواره ی پهن صورت گرفته است و هم برای شکاف واقع بر دیواره ی باریک انجام شده است. جهت کاهش پلاریزاسیون متعامد، شکاف واقع بر دیواره ی پهن موجبر بایستی در مرکز آن قرار گیرد و از طرفی توزیع جریان ها نیز باید به گونه ای باشد که سبب نشت توان به بیرون از ساختار شود. تیغه درون موجبر این امکان را فراهم می سازدکه با منحنی خاص خود سبب ایجاد توزیع شکاف تیلوری مذکور با پلاریزاسیون متعامد پایین گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از حصول الگوی تشعشعی با پلاریزاسیون متعامدdb 49 و تراز گلبرگ کناریdb 30 است. نتایج حاصل از ساخت این آنتن نیز با نتایج حاصل از شبیه سازی مورد مقایسه قرار گرفته است. برای شکاف واقع بر دیواره ی باریک جهت کاهش پلاریزاسیون متعامد، بایستی شکاف در طول ساختار بدون تغییر بماند. از آنجا که حضور تیغه ی یکنواخت درون موجبر سبب نشت توان از شکاف نمی شود، لذا در این مورد نیز شکل خاصی از تیغه وجود دارد که توزیع شکاف مطلوب را فراهم می سازد. نتایج حاصل از شبیه سازی گویای دقت روند طراحی است که طی آن الگوی تشعشعی با پلاریزاسیون متعامدdb 60 و تراز گلبرگ کناری db 28 حاصل شده است.

در این پایان نامه رند تحلیل و طراحی آنتن آرایه انعکاسی برای دو حالت آنست و آفست بررسی شده است.در مرحله طراحی المان سلول بازتابنده موج با ابهاد نصف طول موج و از نوع پچ مایکرواستریپی با ابعاد متغیر تعیین و منحنی شیفت فاز با نرم افزار hfss , cst استخراج گردید و در طراحی سیستمی محل قرار گیری آنتن تغذیه برای دستیابی به بهترین عملکرد بازده 50% و بهره 28db و اندازه روزنه آنتن 38 سانتیمتر تعیین شد-تابش مایل برای المان های تشعشع کننده موج در نظر گرفته شد و طراحی در فرکانس 10 گیگاهرتز و با تغذیه در مرکز و تغذیه ?فست صورت گرفت و نتایج شبیه سازی در فصل آخر پایان نامه آمده است.همچنین سنتز فاز محض برای رسیدن به بیم مربع کسکانت با بهره 27 db انجام گرفته است.

تکنیک موجبر مجتمع شده در زیرلایه siw، یک روش پیاده سازی و ساخت ادوات مخابراتی پسیو است که انتشار امواج در آن بسیار شبیه به موجبر می باشد.siw به طور همزمان دارای بسیاری از ویژگی های خوب مدارهای چاپی و موجبر مستطیلی از قبیل هزینه کم، اندازه کوچک و تلفات انتقالی و تلفات تشعشعی خیلی پایین بوده و به تداخل های خروجی حساس نیست. بنابراین برای طراحی مدارها و عنصرها در باندهای مایکروویو و موج میلیمتری مناسب خواهد بود. کوپلرهای جهتی یا اتصالات دورگه عناصرغیرفعالی هستند که برای تقسیم یا ترکیب توان در مدارها و سیستم های مایکروویو و موج میلیمتری و تراهرتز کاربرد زیادی دارند.می دانیم در کوپلر خط شاخه ای که به صورت 3db تقسیم توان می کند،طول تمامی خطوط به اندازه ربع طول موج در فرکانس مرکزی طراحی است. این طول باعث شده که پاسخ فرکانسی مطلوبی در حوالی فرکانی مرکزی نداشته باشیم. به این معنا که پهنای باند کاری یک کوپلر با اختلاف فاز 90 درجه خیلی کم است و این مشکل در تزویجگر siw بیشتر خواهد بود. بنابراین در این پایان نامه کوپلر جهتی پهن باند چند شاخه ای برای کاربرد در باند موج میلیمتری 30-40 گیگاهرتز با استفاده از تکنیک siw طراحی شده است. ابتدا تحلیل مد زوج و فرد، تحلیل مداری گره و تحلیل عددی ارایه شده و سپس به کمک تحلیل مداری طراحی صورت گرفته است. با انجام شبیه سازی تمام موج نتایج نتایج خوبی حاصل شد و در انتها یک نمونه از ساختار ساخته و اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده در مقایسه با کارهای قیلی که در باندهای پایین انجام شده، چه از نظر پهنای باند و چه اندازه بهبود دارد.

هدف نهایی در این پایان نامه ارائه روشهایی مبتنی بر خطوط انتقال متامتریال، جهت کاهش نویز فاز اسیلاتورهاست. نویز فاز، یکی از مهمترین پارامترهای اسیلاتورها بوده و همواره تلاشهای زیادی جهت بهبود آن صورت میپذیرد. عوامل زیادی در تعیین میزان نویز فاز یک اسیلاتور موثر هستند. در این پایان نامه، روی بخش رزوناتورِ اسیلاتور و با اولویت رزوناتورهای صفحهای تمرکز شده است. روش اجرا بدین صورت بوده است که عوامل موثر بر ضریب کیفیت رزوناتور، شناسایی شده و با به کارگیری مفاهیم متامتریال و خطوط انتقال متامتریال، چند نمونه رزوناتور با خطوط مصنوعی، سنتز شده و با نرمافزارهای موجود شبیه سازی شده است. نوآوری این کار از آن جهت است که مشخصه پاشندگیِ خطوطِ انتقالِ به کار رفته در رزوناتور، به گونهای مهندسی شده تا در نهایت منجر به بهبود نویز فاز اسیلاتور شود. به علاوه روشهایی جهت کاهش ابعاد ساختار و ایجاد رزونانسهای با تعداد دلخواه و نیز بهبود سطح هارمونیکها در اسیلاتور ارائه شده است. دست آخر ملاحظات تحققِ فیزیکیِ خطوطِ به کار رفته در رزوناتور نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه، انواع آنتن های مایکرواستریپ و روشهای تحلیل آن مورد بررسی قرار گرفته است. از میان آنتن های مایکرواستریپ، آنتن های تک قطبی مایکرواستریپ به دلیل داشتن پارامترهای بیشتری برای طراحی و هم چنین برخی مزیت های مهم،در این پایان نامهبررسی شده اند.سپس در ادامه، آنتن های تک قطبی مایکرواستریپ پهن باند توضیح داده شده و در فصل سوم، سه نوع مختلف آنتن تک قطبی مسطح جدید با تغذیه ریزنوار برای کاربردهای فراپهن باند را پیشنهاد داده ایم. اولین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی ریزنوار حلقه ای با تغذیه دوگانه است. این آنتن از دو سطح تشعشعی حلقوی دایروی شکل و یک خط تغذیه دوگانه با صفحه زمین ناقص شده تشکیل شده است که پهنای باند بیشتر از 135% را برای vswr<2 ارائه می کند. دومین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی چاپی جدید با ویژگی حذف باند می باشد. این آنتن از سطح تشعشعی مستطیلی شکل تشکیل شده، که پهنای باند بیشتر از 118 % (5/11-3 گیگاهرتز) را برای vswr<2 ارائه می کند. باند حذف شده، باند 5 گیگاهرتز wlanرا پوشش می دهد، که با استفاده از دو عدد شکاف? شکل اصلاح شده در صفحه زمین، به جای تغییر سطح تشعشعی یا شکل های خط تغذیه آنتن فراهم شده است. نهایتا سومین آنتن پیشنهادی، یک آنتن تک قطبی چاپی جدید دیگر و با ویژگی حذف باند می باشد. آنتن مورد بحث از یک سطح تشعشعی شبه دایروی با دو گام تیپر شده و یک صفحه زمین ناقص شده تشکیل شده است که پهنای باند بیشتر از 131 % (7/14-5./3 گیگاهرتز) را برای vswr<2 ارائه می کند. باند حذف شده، باند 5 گیگاهرتز wlanرا پوشش می-دهد، که با استفاده از یک شکاف دایروی شکل در سطح تشعشع کننده و یک عنصر پارازیتی t- شکل در قسمت پشتی زیرلایه استفاده شده است. تمامی نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار hfssصورت گرفته است. سپس آنتن مورد نظر در مرکز تحقیقات مخابرات ایران تست شده است. پارامترهای آنتن از قبیل vswrو پترن تشعشعی آنتـن هم با نرم افزار hfssو هم از طریق اندازه گیری با دستگاه network analyserدر آزمایشگاه آنتن در پایان آورده شده است که تمامی این نتایج تطابق خوبی با طراحی و تحلیل انجام شده دارند.

انواع آنتن های شکافی طویل یا آرایه ای، بر پایه ی موجبر مجتمع شده در زیرلایه ی تیغه دار در این پایان نامه ارائه شده است و اشکالات این نوع از آنتن ها که بر پایه ی موجبر مستطیلی یا موجبر مجتمع شده در زیرلایه بوده اند، رفع گردید. جهت تحلیل آنتن های موج نشتی شکافی، مدار معادل عرضی ارائه شد و ضرایب انتشاری ای که از تشدید آن ها به دست آمد، با نتایج به دست آمده از نرم افزار تمام موج مقایسه شد.در حالت آنتن موج نشتی شکافی طویل، دو نوع تیغه ی کناری و سینوسی ارائه شده است که با به-کارگیری آن ها فاصله ی شکاف ها از خط مرکزی صفحه ی بالایی ساختار، که موجب افزایش پلاریزاسیون متعامد می شود، حذف شده است. این دو تیغه می توانند برای شکافی که روی خط مرکزی صفحه ی بالایی موجبر، قرار دارد، میدان الکتریکی غیر متقارنی ایجاد نمایند که هم شکاف، امکان تشعشع دارد و هم پلاریزاسیون متعامد کاهش می یابد. هم چنین با تغییر پارامترهای تیغه و شکاف می توان ضریب نشتی متغیر و ضریب فاز ثابتی را ایجاد کرد که در هنگامی که توزیع ضریب نشتی را در ساختار کنترل می کنیم، پرتو تشعشعی پهن نشود. آنتن موج نشتی متناوب شکافی، بر پایه ی موجبر مجتمع شده در زیرلایه ی تیغه دار نیز، ارائه شد که علاوه بر مزایایی که در بالا ذکر شد، با کنترل طول شکاف امکان حذف باند توقف در تابش جانبی که مشکل آنتن های موج نشتی متناوب است نیز فراهم شد.در حالت موج ایستا، نیز آنتن آرایه ای شکافی بر پایه ی موجبر مجتمع شده در زیرلایه ی تیغه دار، ارائه شد که در طراحی آن ملاحظات تزویج متقابل شکاف ها، در نظر گرفته شد؛ در طراحی صورت گرفته پس از آن که ادمیتانس هر شکاف و اثر تزویج متقابل شکاف ها، محاسبه شد، با به کارگیری منحنی های دو بعدی پیشنهاد شده و تغییر پارامترهای شکاف و تیغه اثر تزویج متقابل در طراحی صورت گرفته برای دست یابی به تراز گلبرگ کناری لحاظ شد. به علت پلاریزاسیون متعامد پایین و جداسازی خوب میان شکاف ها، با یکدیگر، پویش پرتو تشعشعی نیز بهبود یافته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در بسیاری از سیستم های مخابراتی آنتن های فوق پهن باند با توانایی تحمل توان بالا مورد نیاز است. یکی از ساده ترین و مناسب ترین آنتن های مایکروویوی که کاربرد گسترده ای دارد، آنتن تیغه ای است. حضور تیغه نحوه توزیع میدان را در ساختار آنتن تغییر می دهد و بنابراین فاصله بین مود غالب موجبر انتقالی آنتن با پایین ترین مود مرتبه بعدی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و بنابراین سبب می گردد آنتن بصورت بسیار زیادی پهن باند گردد. در بسیاری از کاربردهای راداری نیاز داریم هر دو نوع پلاریزاسیون (عمودی و افقی) را داشته باشیم. به همین منظور به پلاریزاسیون دوگانه نیاز داریم. آنتن چهارتیغه ای بدلیل توسط دو کابل هم محور بارگذاری می گردد، توانایی ایجاد پلاریزاسیون دوگانه را خواهد داشت. بنابراین دانستن .....