با توجه به هزینه بر و زمان بر بودن آزمایش های اپتیکی انتقال حرارت (تداخل سنجی لیزری)، تکرار یک آزمایش در یک بازه وسیع از داده ها امکان پذیر نیست. بنابراین پیش بینی نتایج یک آزمایش برای مقادیر مختلف داده های آزمایش نشده، یک مسئله مورد توجه است. در همین زمینه، قابلیت پیش بینی بسیار دقیق شبکه های عصبی مفید به نظر می رسد. شبکه های عصبی مصنوعی یک رهیافت هوشمند جدید برای حل مسائل مختلف است. در این رهیافت با در دست داشتن تعداد محدودی از داده های ورودی و خروجی مطلوب آنها، می توان شبکه را به گونه ای آموزش داد که برای محدوده وسیعی از داده های ورودی، خروجی مطلوب را با دقت بسیار خوبی پیش بینی کند. در این پایان نامه برای یک آزمایش خاص انتقال حرارت و برای یافتن عدد ناسلت در جابجایی آزاد؛ در مورد یک لوله قرار گرفته بین دو دیواره عایق، بر اساس ارتفاع لوله از سطح و اعداد رایلی مختلف؛ داده های تجربی به دست آمده، به کمک چند نوع شبکه عصبی مختلف مدل سازی شده و دقت خروجی به دست آمده از هر روش، با هم مقایسه شده است. در نتیجه در بین مدل های آزمایش شده، بهترین مدل انتخاب شده و تلاش شده است تا شبکه برای به دست دادن بهترین پیش بینی (حداقل خطای ممکن) آموزش داده شود. نتیجه به دست آمده نشان می دهد که می توان از شبکه های عصبی به عنوان ابزاری برای توسعه نتایج آزمایشگاهی و پیش بینی مقادیر مجهول در محدوده های آزمایش نشده متغیرها، با دقت بسیار بالا، استفاده کرد.

در این پروژه، پارامترهای ذاتی مدار معادل سیگنال کوچک یک gaas hemt، در برابر بایاس (vds و vgs)، فرکانس (f) و دما(t) ، با استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه ای (mlp) و تابع پایه شعاعی (rbf) مدل شده اند. شبکه های عصبی پیاده سازی شده، شامل ساختارهایی با چهار ورودی (بایاس (vds و vgs)، دما و فرکانس) و هشت خروجی (مقدار پارمترهای ذاتی gaas hemt و نیز فرکانس قطع آن) می باشند، که در پایان از نظر سرعت همگرایی، مقدار حافظه مورد نیاز و میزان دقت با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که درمورد استخراج پارامترهای ذاتی ترانزیستور gaas hemt، دقت شبکه پس انتشار (mlp) کمی بیشتر از تابع پایه شعاعی (rbf) است، ولی سرعت همگرایی شبکه rbf بیشتر از شبکه mlp می باشد و همچنین شبکه rbf نسبت به شبکه mlp به حافظه کمتری نیاز دارد.

پیش بینی دقیق بار مصرفی می تواند نقش مهمی در استفاده اقتصادی از انرژی الکتریکی داشته باشد. در سالهای اخیر شبکه های عصبی مصنوعی به عنوان ابزاری توانمند جهت پیش بینی پیک بار مصرفی مورد استفاده قرار گرفته اند. به طور کلی شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی روابط بین پیک بار مصرفی در گذشته و حال و آینده مورد استفاده قرار می گیرند. سیستمهای معمول احتیاج به پارامترهای متغیر مختلفی دارند که هر کدام به نحوی بر منحنی پیک بار تاثیر می گذارند مثل اطلاعات مربوط به بار و آب و هوا. وجود تعداد زیادی متغیر ورودی سبب بروز خطا در پیش بینی عملکرد آینده سیستم می شود, بنابراین سیستم پیشنهادشده در این تحقیق فقط از مقادیر گذشته پیک بار و دمای هوا در یک هفته گذشته به عنوان متغیر ورودی استفاده می کند. در این مقاله ازدو الگوریتم مهم شبکه های عصبی مصنوعی به نامهای پرسپترون چند لایه و تابع پایه شعاعی و شبکه عصبی فازی جهت پیش بینی پیک بارمصرفی غرب کشور استفاده شده است. در نهایت خطاهای پیش بینی آنها مقایسه گردیده و نشان داده شده است که باتوجه به ماهیت پارامترهای در نظرگرفته شده, شبکه پرسپترون چند لایه از دقت بیشتری نسبت به تابع پایه شعاعی و شبکه عصبی فازی در پیش بینی پیک بارمصرفی برخوردار می باشد

در این پایان نامه کاربرد شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه و تابع بنیادی شعاعی برای مدل کردن ترانزیستورهای توان بالا و فرکانس بالای ldmos ارائه شده است. اخیرا علاقه به ترانزیستور ldmos به خاطر کاربردهایش در تقویت کننده های توان rf در سیستم های ارتباطی بی سیم افزایش یافته است. اما غیر خطی بودن قطعه مسئله مهمی در این تقویت کننده هاست چون به هنگام اعمال سیگنال های با فرکانس نزدیک به هم در ورودی منجر به تولید اعوجاج بین مدولاسیونی می شود که مطلوب نیست. بنابراین نیاز به مدلی داریم که بتواند به دقت اعو جاج های ناشی از خواص غیر خطی قطعه را پیش بینی کند. به همین دلیل در این پایان نامه به مدلسازی عملکرد dc، عملکرد rf و عملکرد نویز فرکانس بالای ترانزیستور ldmos با در نظر گرفتن اثر دما که در این ادوات بسیار تاثیرگذار است می پردازیم. از شبیه ساز ads برای بدست آوردن داده های مورد نیاز برای شبکه عصبی استفاده شده است و آموزش و تست ساختارهای شبکه عصبی با استفاده از این داده ها صورت گرفته است. در نهایت مقایسه نتایج بدست آمده نشان می دهد که در هر سه مدل، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه دارای دقت بیشتری در مقایسه با مدل تابع بنیادی شعاعی است و به عنوان روشی موثر برای مدلسازی کامل این ادوات با حداقل خطا معرفی می شود.

امروزه با توجه به نیازهای روز افزون به ساختارهای فشرده به خصوص در حوزه فرکانس های رادیویی ومایکروویو، تقاضا جهت ساخت عناصر غیر فعال با کارآیی بالا و در عین حال به صورت مجتمع روی یک برد الکترونیکی و همراه با مدارات فعال به یک نیاز جدی تبدیل شده است. در عین حال جهت رسیدن به این هدف همواره سعی بر این است که تا حد امکان از عناصر سلف و خازن در این مدارات استفاده نشود. از دلایل این امر می توان به افزایش حجم مدار و میزان خطای حاصل از این عناصر در عملکرد مدار در فرکانس های بالا اشاره نمود. بنابراین یکی از روش های ارایه شده جهت دستیابی به این اهداف استفاده از ساختار های مایکرواستریپ است. این ساختار ها از یک زیر لایه ازجنس دی الکتریک ، نوار فلزی رسانا و صفحه زمین تشکیل شده است. به لحاظ قرار گیری این ساختار روی زیر لایه های دی الکتریک ، این عناصر را می توان به صورت یکپارچه روی برد مدار چاپی طراحی نموده و ساخت. اما در عین حال این ساختار ها دارای مشکلاتی هستند،که از میان می توان به این موارد اشاره کرد: کم بودن پهنای باند عبور، محدودیت در باند حذف و بالا بودن توان برگشتی. جهت حل این مشکلات در صورتی که بخواهیم از روش های معمولی در مدار های الکتریکی استفاده شود ، منجر به افزایش غیر عادی اندازه مدار شده، که با این وجود کارآیی آن در مدار های یکپارچه مایکروویو را با مشکل مواجه می سازد . به این منظور روش های مختلفی در مراجع گوناگون اشاره شده است. یکی از تکنیک های موفق در این زمینه که در سال های اخیر پیشنهاد شده و رزوناتور های مختلفی نیز با این روش ساخته شده ، استفاده از (pbg) می باشد. این ساختار ها علاوه بر اینکه دارای بهبود عملکرد نسبت به سایر رزوناتورهای ارایه شده می باشند، دارای مشکلاتی در باند عبور به خصوص در باریک بودن باند گذر هستد، که کاربرد این رزوناتورها را در پیاده سازی فیلترهای غیر فعال، با خاصیت تیز بودن پاسخ فرکانسی را با مشکل جدی مواجه می سازد. استفاده از روش های miniaturization که در این حوزه کمتر به آن پرداخته شده ، می تواند به عنوان یکی از روش های پرکاربرد در این حوزه به کار رود. در عین حال با بهینه سازی این ساختار ها ، که عمدتا? با استفاده از روش های کامپیوتری صورت می پذیرد ، دستیابی به مدارهایی با کارآیی بالا را میسر می سازد. در این رساله در فصل اول در مورد روش های تعین تابع تبدیل یک شبکه و علی الخصوی در مورد روش های تقریب تابع تبدیل یک فیلتر با مشخصات مورد انتظار بحث می گردد، همچنین هریک از روش های تقریب معمول که تا کنون ارایه شده است مورد بررسی قرار گرفته و تابع تبدیل بهینه که بتواند پاسخ گوی نیازهای مورد نظر باشد تعیین می گردد. در فصل دوم تئوری خط انتقال مورد بحث قرار گرفته و روش های ارایه شده جهت استفاده از تئوری خط انتقال در فرکانس های بالا و در حوزه مایکروویو مطاله می شود. با توجه به اینکه در این رساله هدف پیاده سازی فیلتر فرکانس بالا با استفاده از المان های مایکرو استریپ می باشد، بنابراین این تئوری جهت کاربرد در این حوزه تعمیم داده شده و از روابط به دست آمده جهت طراحی و پیاده سازی این فیلتر ها در حوزه فرکانسی مورد نظر استفاده می گردد. در فصل سوم از روش های کلی داده شده و مشخصات مورد انتظار از فیلتر فرکانس بالا ، یک ساختار موسوم به رزوناتور مخروطی مایکرو استریپ طراحی می گردد، رزوناتور در واقع در فرکانس مورد نظر نوسان کرده و می تواند در یک باند فرکانسی سیگنال های دلخواه را عبور دهد و سایر سیگنال های نا خواسته را حذف نماید . بنابراین می تواند دقیقا" نقش یک فیلتر را دارا باشد.رزوناتور طراحی شده در این حالت ، مشکلات سایر رزوناتور های مشابه داده شده را توانسته به خوبی حل نموده و علاوه بر آن اندازه مداری کوچکتری نسبت به سایر انواع آنها، که به عنوان رزوناتور های مسطح شناخته شده اند، را داشته باشد. به این منظور سه رزوناتور با استفاده ساختار رزوناتورهای فشرده مایکرواستریپ طراحی شده است. طراحی صورت گرفته با استفاده از نرم افزار شبیه ساز الکترومغناطیسی موسوم به ads شبیه سازی و بهینه سازی می گردد. به منظور صحت نتایج حاصل از شبیه سازی، ساختارهای طراحی شده با استفاده از تکنولوژی میکروالکترونیک روی ساختار های دی الکتریک ساخته شده ونتایج اندازه گیری توسط network analyzer به دست می آید، که در این فصل نتایج حاصل از شبیه سازی و اندازه گیری با هم مقایسه می شوند. بررسی این نتایج نشان می دهد که طراحی صورت گرفته در باند فرکانسی مورد نظر بسیار خوب بوده و فیلتر طراحی شده می تواند به راحتی در حوزه هایی که به فیلتر های با کارآیی بالا به خصوص در مخابرات سیار و مایکروویو نیاز است ، به خوبی عمل نماید.

فیلتر یک شبکه دو پورتی برای کنترل پاسخ فرکانسی در سیستم های مایکروویو است و برای جدا کردن نویز و هارمونیک های ناخواسته از محیط اطراف در سیستم های مخابراتی استفاده می شود. برای مثال در فرستنده های رادیویی از فیلترهای پایین گذر برای حذف هارمونیک های ایجاد شده توسط دیگر اجزا مخابراتی استفاده می شود. تکنیک های مختلفی برای پیاده سازی انواع مختلفی از فیلترها (پسیو، اکتیو، موجبر، مایکرواستریپ و ...) استفاده می شود، خیلی از تکنیک ها بستگی به رنج فرکانسی و توانایی انتقال توان و مرتبه فیلتر دارد. کار انجام شده در این پایان نامه طراحی فیلتر پایین گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ می باشد. ساختار مایکرواستریپ به دلیل این که با استفاده از فرآیند لیتوگرافی ساخته می شود و به آسانی با مدارات مایکروویو پسیو و اکتیو قابل مجتمع سازی است از محبوبیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پایان نامه فیلتر پایین گذر با استفاده از رزوناتوهای پچ پیاده سازی شده است. رزوناتورهای پچ به دلیل داشتن سطح وسیع، توانایی انتقال توان بالایی را دارند و دارای تلفات رسانایی پایینی می باشند و در سنتز فیلترهای فرکانس بالا بسیار مورد توجه هستند. فیلتر طراحی شده دارای باند عبور و توقف گسترده و تلفات جایگذاری پایین در ناحیه عبور و سایز فشرده می باشد و به دلیل داشتن سطح تضعیف db20 در ناحیه توقف دارای توانایی حذف هارمونیک های مزاحم در سطح بسیار خوبی می باشد. این فیلتر با استفاده از نرم افزار ads پیاده سازی و در نهایت نتایج حاصل از ساخت با نتایج شبیه سازی مقایسه شده است.

ژنراتورهای سنکرون ماشین های سنکرونی هستند که برای تبدیل توان مکانیکی به توان الکتریکی ac به کار می روند.توان مکانیکی توسط توربین های گازی یا توربین های بخار برای ژنراتور فراهم می شود.در ژنراتور سنکرون، یک جریان dc به سیم پیچ روتور اعمال می شود، که میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند.روتور ژنراتور نیز توسط یک محرک اولیه به گردش در می آید و به این ترتیب یک میدان مغناطیسی دوار درون ماشین ایجاد می شود.این میدان مغناطیسی دوار در سیم پیچی های استاتور ژنراتور یک مجموعه ولتاژ سه فاز القا می کند در این پایان نامه از شبکه های عصبی به عنوان ابزاری جهت شبیه سازی ژنراتور استفاده شده است.عمل شبیه سازی با استفاده از نتایج عملی که هنگام بهره برداری بدست آمده.صورت می پذیرد.پارامترهای اصلی شامل ولتاژخروجی،توان اکتیو،توان راکتیو،جریان تحریک و سرعت می باشد.نتایج بدست آمده ازشبیه سازی، نشان از دقت و سرعت بالای شبکه عصبی نسبت به دیگر روش ها بوده و خطای حاصل از شبیه سازی پایین می باشد. کلمات کلیدی هوش محاسباتی ، شبکه های عصبی ، توربوژنراتور

با کوچکتر شدن اندازه قطعات نیمه هادی به کمتر از 100 نانومتر، اثرات مکانیک کوانتومی در کارایی قطعه، خود را نشان می دهد. از اینرو محاسبات مربوط به مشخصه های جریان– ولتاژ ترانزیستور لایه نازک آلی بسیار پیچیده می شود. در این پایان نامه، مدل سازی ترانزیستور لایه نازک آلی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی انجام شده است. این مدل سازی بر اساس داده های تجربی با بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی می باشد که در مقایسه با نرم افزارهایی مانند silvaco دارای دقت بالاتری می باشد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که مدل پیشنهاد شده و روابط بدست آمده دارای میانگین خطای نسبی 1/0 درصد نسبت به نتایج تجربی می باشد. مدل پیشنهادی که با استفاده از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه بدست آمده، جهت ارزیابی به صورت یک زیرمدار در برنامه شبیه ساز hspice گنجانده شده است و می توان از آن به عنوان ابزار مناسبی جهت شبیه سازی مدارات مقیاس نانواستفاده کرد.

در این پایان نامه فیلتر مایکرواستریپ میان گذر دو باندی با استفاده از نرم افزار ads شبیه سازی شده و فیلتر طراحی شده با مشخصات بهینه ساخته شده است. فیلترهای مایکرواستریپ نقش بسیار مهمی را در کاربردهای rf/microwave بازی می کنند. از آنجایی که امواج الکترومغناطیسی دارای محدودیت در توزیع شدن می باشند، فیلتر های مایکرواستریپ برای جدا کردن ترکیبات فرکانسی مختلف به کار می روند. از جمله کاربردهای این فیلترها مخابرات بی سیم است. از جمله مشخصه های یک فیلتر ایده آل که در مخابرات بی سیم مورد نیاز است داشتن ابعاد کوچک، وزن پایین، قیمت ارزان، تلفات پایین، دامنه ی تیز در لبه های باند عبور و تضعیف سطح هارمونیک ها ی مزاحم در باند قطع می باشد. فیلترهای rf/microwave بر حسب نیاز از المان های فشرده یا المان های گسترده ساخته می شوند. آنها ممکن است با استفاده از ساختارهای مختلف خطوط انتقال مانند موج بر ها، خطوط هم محور و یا مایکرو استریپ ساخته شوند. در این پروژه یک فیلتر مایکرواستریپ میان گذر دو باندی با کارایی خوب از جمله داشتن ابعاد کوچک، وزن پایین، تلفات پایین، دامنه ی تیز در لبه های باند عبور و تضعیف سطح هارمونیک ها ی مزاحم در باند قطع طراحی و ساخته شده است که می تواند در مخابرات ultra wideband به کار رود.

در این پروژه ساختارهای مختلفی برای رزوناتورهای چند مودی از جمله رزوناتور امپدانس پله ای، رزوناتور بارشده با استاب مورد بررسی قرار گرفته است تا یک فیلتر میان گذر با پهنای باند خیلی بالا ایجاد شود و سپس یک رزوناتور بهبودیافته انتخاب شده است. همچنین یک ساختار جدید برای ایجاد باند حذف ارائه شده است. این پروژه یک ساختار میکرواستریپ جدید برای پیاده سازی دو باند حذف در فیلترهای میان گذر با پهنای باند خیلی بالاست. دو باند حذف با اعمال ساختار پیشنهادی به یک رزوناتور چندمودی بار شده با استاب ایجاد می شود. این تکنیک بر اساس خطوط کوپل موازی است. خطوط کوپل موازی برای ایجاد دو باند حذف درون یک باند عبور وسیع طراحی می شوند. ساختار پیشنهادی به یک رزوناتور تک طبقه ای میکرواستریپ توسعه یافته اعمال می شود. رزوناتور چند مودی با بارگذاری چهار استاب انتها باز با دو خط کوپل موازی ارائه گردیده است. باندهای حذف با تنظیم فاصله شکاف بین خطوط موازی قابل تنظیم است. فیلتر با باند عبور وسیع 9/2 تاghz 84/10، دارای دو باند حذف در فرکانسghz 87/5 (شبکه محلی-فضایی بی سیم) وghz 61/7 (مخابرات ماهواره ای نظامی) ، تلفات جایگذاری کمتر ازdb 2/0، تلفات بازگشتی بالاتر از db 7/16، ماکزیمم تغییرات تاخیر گروه کمتر ازns 2/0 در سه باند عبور، پهنای باند کسری 114% و باند توقف وسیع کمتر ازdb 2/12- تا فرکانسghz 5/19 است. فیلتر پیشنهادی بر روی بستر میکرواستریپ ارزان با ثابت نسبی 15/6 و ضخامت mil31 پیاده سازی شده است. عملکرد این فیلتر با نرم افزار ads مومنتوم شبیه سازی شده است. توافق عالی بین نتایج شبیه سازی و اندازه - گیری حاصل شده است.

در این پروژه فیلتر مایکرواستریپ جدیدی برای به دست آوردن قابلیت انتخاب بالا و نیز باند قطع عریض ارائه شده است که از یک طرف از مزیت های رزوناتورهای مخروطی مانند باند قطع عریض بهره می برد و از سوی دیگر از قابلیت انتخاب بالای رزوناتورهای حلقوی استفاده می کند. رزوناتور پیشنهادی از خازن کو پلاژ بین قسمت پروانه ای و قسمت های حلقوی برای افزایش قابلیت انتخاب و نیز بهبود عملکرد خارج از باند فیلتر استفاده می نماید. همچنین مشکلات معمول رزوناتورهای مخروطی قبلی، از قبیل نوسان در باند عبور و وجود هارمونیک در باند قطع را ندارد. این فیلتر پس از طراحی و بهینه سازی، ساخته شده است و نتایج حاصل از اندازه گیری صحت طراحی را تائید می کنند. ساختار پیشنهادی دارای ابعاد فیزیکی 48.38mm*mm است که نسبت به کارهای انجام شده در [7]،[8]،[9]و[12] بهبود داشته است و تیزی پاسخ نرمال شده برابر با 10 درصد است که در مقایسه با [5]،[6]،[8]،[9]،[11]و[12] بهتر است. همچنین عرض باند قطع با توجه به تضعیف 20 دسیبل 25.12 گیگا هرتز است که نسبت به[6]،[7]و[9]بهبود یافته است. اما اگرچه بعضی از این ساختارها از نظر برخی ویژگی ها مزیت هایی بر ساختار پیشنهادی دارند، مقایسهء ضریب کارایی نشان می دهد که عملکرد کلی فیلتر پیشنهادی از همهء مراجع بهتر است. ساختار پیشنهاد شده در این پروژه، دارای دو ویژگی مهم هستند. اول اینکه می توان با مقیاس کردن ابعاد رزوناتور پیشنهادی، فرکانس قطع آن را تنظیم نمود و دوم اینکه با توجه به عملکرد خوب فیلتر ساخته شده، می توان از آن به منظور عریض کردن باند قطع سایر فیلترها بهره برد. بنابراین در این پروژه با ارائهء مثالی از هر دو این مزیت ها بهره برده می شود. علاوه براین در این تحقیق با ارائهء مدار معادل lc و استخراج مقادیر عددی پارامترهای آن اجزای مختلف ساختار پیشنهادی مطالعه شده اند.

چکیده : در این پایان نامه، فیلتر میکرواستریپ پایین گذر و شیوه های مختلف طراحی آن مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه یک فیلتر میکرواستریپ پایین گذر جدید با استفاده از رزوناتور شاخه ی شعاعی ارائه شده. این فیلتر از دو رزوناتور سری شده با یک سلول ضد هارمونیک تشکیل یافته است و در سه قدم طراحی می شود. 1- ارائه ی یک رزوناتور با شاخه شعاعی جدید و مدل lc آن 2- بهبود خصوصیات باند گذار با سری کردن دو رزوناتور 3- بهبود خصوصیات باند قطع با استفاده از یک سلول ضد هارمونیک فیلتر طراحی شده بر روی زیر لایه ی راجرز 5880 ساخته می شود و نتایج اندازه گیری به خوبی با شبیه سازی منطبق است.

در این پایان نامه، از مزیت رزوناتور ذوزنقه ای در داشتن پهنای باند توقف زیاد با ویژگی ضد هارمونیک بودن و تضعیف زیاد دلتا استاب به منظور رسیدن به پهنای باند توقف بسیار وسیع و گزینندگی بالا استفاده شده است. رزوناتور و دلتا استاب که به خط اتصال اصلی وصل می شوند به طراح این اجازه را می دهند که پهنای باند توقف را کنترل کند و هارمونیک ها را کاهش دهد. فیلتر نهایی، مشکلات رزوناتورهای مخروطی متداول از جمله ریپل در باند گذرو هارمونیک های ناخواسته را برطرف می کند. در این پروژه، یک مدل مدار معادل برای فیلتر مایکرواستریپ پیشنهادی ارائه شده است و رزوناتور پیشنهادی از نظرامکان مقیاس بندی بررسی شده است. در این پایاننامه چگونگی کنترل صفر انتقال در پاسخ فرکانسی جهت تعیین فرکانس قطع ارائه شده است و همچنین ساختاری برای تیزتر کردن پاسخ فرکانسی فیلتر پیشنهاد شده است. فیلتر طراحی شده روی زیر لایه ی پیشنهادی ساخته شده و پاسخ فرکانسی آن اندازه گیری شده است که نتایج بدست آمده از اندازه گیری با نتایج شبیه سازی مطابقت دارد. مقایسه کاملی در پهنای باند توقف و رفتار فیلتر در باند عبور بین فیلتر پیشنهادی و مراجع دیگر صورت گرفته که همگی نشان دهنده برتری فیلتر پیشنهادی است با در نظر گرفتن این مطلب که اندازه فیلتر هم نسبت به مراجع کاهش یافته است و نتایج فیلتر نشان دهنده این است که عملکرد کلی فیلتر پیشنهادی در مقایسه با فیلتر های قبلی از نظر پهنای باند توقف، گزینندگی، تلفات ورودی، تلفات بازگشتی و اندازه فیزیکی بهبود داشته است.

مقادیر پارامتر های فیلتر به شرح ذیل می باشد 1- پارامتر s11= 0.71 db که مقدار خوبی است. 2- حداقل پارمتر s21 برابر 23 دی بی می باشد که مقدار مناسبی است . 3 – باند توقف تا فرکانس 28 گیگا هرتز گسترش یافته است که به اندازه 22.2db)) تضعیف صورت گرفته است . 4- ابعاد فیلتر (26.08mm× 20.62mm) می باشد که نسبت به حالت اولیه کاهش یافته است. 5- طراحی فیلتر بسیار ساده می باشد. 6 – ساخت فیلتر بسیار ساده می باشد . 7- پاسخ تیزدر باند عبوروجود دارد .

در این پایان نامه با استفاده از شبکه عصبی مدلی برای پیش بینی راندمان کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و تأثیر استفاده از نانوسیال اضافه شده در سیال پایه (آب) بر راندمان، هم چنین پیش بینی دمای سیال خروجی، ارائه گردیده است. استفاده از نانو سیال باعث افزایش راندمان کلکتور می شود که با استفاده از شبکه عصبی این روند مدل سازی شده و راندمان سیستم قابل پیش بینی خواهد بود. داده های ورودی و خروجی از تست هایی که بر روی یک نوع کلکتور خورشیدی صفحه تخت انجام شده، بدست آمده و با استفاده از شبکه عصبی آموزش داده شده اند. این شبکه قادر است روابطی را که بین ورودی و خروجی برقرار است تحلیل کرده و مدلی جهت پیش بینی راندمان و دمای خروجی سیال پیدا کند. با توجه به دشواری انجام عملی آزمایش های زیاد در شرایط محیطی، زمانی و مکانی متفاوت، ارائه چنین مدلی بسیار مفید و کم هزینه خواهد بود. مزیت دیگر مدل ارائه شده اینست که اعمال تغییرات در هر شرایطی را به خوبی و با کم ترین درصد خطا به ما نشان دهد. مدل پیشنهادی دارای هفت ورودی و دو خروجی است که ورودی های آن شامل میزان تشعشع خورشید، دمای محیط، دمای سیال ورودی، درصد وزنی al2o3 افزوده شده به سیال، دبی سیال ورودی (آب) و حضور یا عدم حضور پایدارکننده و ضریب هدایت گرمایی می باشد و خروجی های آن شامل دمای سیال خروجی و راندمان سیستم می باشد. روابط متفاوتی برای محاسبه خطای سیستم استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از شبکه های متعدد تست شده شبکه پرسپترون چند لایه با کم ترین درصد خطا انتخاب، و صحت روابط بین پارامترها در سیستم های کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت با استفاده از خروجی های شبکه نشان داده شد.

هدف ار انجام این پروژه، طراحی یک فیلتر پایین گذر با مشخصاتی مطلوب نظیر عرض باند قطع وسیع و ابعاد کوچک با ساختاری ساده است که بتواند جوابگوی نیاز تجهیزات مدرن امروزی باشد. در ابتدا در فصل اول به بیان مقدماتی از مدارات مایکرویو و به خصوص فیلتر های پاین گذر پرداخته شده است و در ادامه نیز تکنولوژی میکرواستریپ به عنوان گزینه انتخابی جهت ساخت و تولید فیلتر های مایکرویو معرفی شده است. در فصل دوم به معرفی پارامتر های مهم در تعیین میزان کارایی یک فیلتر پایین گذر پرداخته شده است. پارامتر هایی که به کمک آنها می توان کیفیت عملکرد یک فیلتر پایین گذر را مورد بررسی و ارزیابی قراد. در فصل سوم نیز اصول طراحی فیلتر های پاین گذر با استفاده از تکنولوژی میکرواستریپ معرفی شده است. فصل چهارم این پروژه به معرفی تعدادی از جدیدترین کارهای انجام شده در زمینه طراحی فیلتر های پاین گذر میکرواستریپ که در ژورنال های معتبر جهانی به ثبت رسیده اند می پردازد. نهایتاً در فصل پنجم این پروژه، با توجه به مطالب فصول پیشین، ابتدا یک رزوناتور جدید که دارای مشخصات مطلوب باشد را طراحی و سپس با استفاده از آن، دست به طراحی یک فیلتر پایین گذر مایکرویو با عملکردی بسیار خوب زده شده است. در پایان نیز مشخصات کمی و کیفی فیلتر طراحی شده با سایر فیلتر های ارائه شده که در ژورنال های معتبر علمی به ثبت رسیده اند مقایسه گردیده و برتری ساختار ارائه شده ثابت می گردد.

فیلتر های مایکرواستریپ یکی از عناصر مهم در تکنولوژی مایکروویو می باشد. یکی از موضوعات مهم بدست آوردن روش طراحی مناسب و سیستماتیک برای این عنصر می باشد. در این پایان نامه یک روش تحلیلی و الگوریتمیک برای طراحی فیلتر های پایین گذر پله ای مایکرواستریپ به همراه فیلتری با پاسخ تیز و پهنای قطع بسیار وسیع ارائه خواهد شد. این فیلتر شامل فیلتر اولیه پایین گذر پله ای و رزوناتور پله ای t شکل پایین گذر می باشد که در یک ساختار قرار داده شده اند. فیلتر مورد نظر دارای خواص خوبی از قبیل تیزی پاسخ، پهنای قطع خیلی وسیع و تلفات جایگذاری پایین می باشد. این فیلتر ساخته شده و نتایج اندازه گیری به خوبی با شبیه سازی منطبق می باشد. مراحل طراحی را می توان به صورت زیر تقسیم بندی و مشخص کرد: 1- طراحی فیلتر پله ای اولیه با فرکانس قطع مشخص و پاسخ چپی چف 2- طراحی رزوناتور پله ای t شکل با پاسخ تیز یا الیپتیک و دارای همان فرکانس قطع فیلتر مرحله اول 3- اضافه کردن رزوناتور پله ای به ساختار فیلتر اولیه برای حذف هارمونیک های نزدیک فرکانس قطع و بدست آوردن پاسخ تیز با انتخاب پذیری بالا. 4- بهینه سازی ابعاد بدست آمده در مراحل اول و دوم، و اضافه کردن اجزاء دیگر به عنوان تضعیف گر به ساختار کلی برای افزایش باند قطع. 5- خم کردن خطوط انتقال برای کوچک سازی ابعاد و بررسی اثرات این عمل بر روی پاسخ.

در این پایان نامه، انواع جدیدی از فیلترهای پایین گذر مایکرواستریپی برای کاربرد در فرکانس های مایکروویو، طراحی گردیده، بهینه سازی گشته و ساخته شده اند.به عنوان نمونه، یک فیلتر با پهنای باند قطع وسیع، با استفاده از یک رزوناتور متقارن u شکل ارائه گردید. نتایج تجربی نمایانگر آن است که در مقایسه با فیلترهای دیگر، فیلتر ارائه گردیده، دارای پهنای باند قطع وسیع و تضعیف بالایی در ناحیه ی قطع می باشد و تیزی قابل قبولی را در ناحیه ی گذار از خود به نمایش می گذارد. تلفات ورودی بسیار کم در باند عبور از دیگر مشخصات خوب این فیلتر است. فیلتر طراحی شده توسط ما ساختار ساده ای دارد که ساخت و تولید آن را تسهیل می سازد. نتایج شبیه سازی و اندازه گیری شده ی فیلتر ارائه شده، قابل قبول بوده و با هم هم خوانی داشته و عملکرد مناسب فیلتر را در مقایسه با ساختارهای پیشین ارائه شده تأیید می ساختند. با تمامی مشخصات و فوائد ذکر شده، فیلتر ساخته شده می تواند برای کاربردها و اهداف مایکروویو مخابراتی مورد استفاده قرار بگیرد و ساختار پیشنهاد شده به عنوان واحدی مناسب برای طراحی های آتی مد نظر باشد.

. فیلتر پیشنهادی دارای فرکانس قطع db 3- در 2.38 ghz و باند‎گذر این فیلتر، از باند عبور به باند قطع که معمولاً از فرکانس قطع db 3- تا فرکانسی که در آن میزان تضعیف به db 20- می‎رسد برابر با ghz 0.45است. باند قطع این فیلتر با میزان تضعیف db 21- از ghz 2.5 تا23.5ghz است. insertion loss در باند عبور کمتر از db 0.1 و return loss در باند عبور بهتر از db 16. 9- و در باند قطع نزدیک به 0 db می‎باشد که نشان دهنده‎ی تلفات تشعشعی پایین است. همچنین حداکثر تأخیر گروه به میزان 0.6 ns در باند عبور است و همه‎ی این ویژگی ها در حالی به‎دست آمده اند که ابعاد فیزیکی فیلتر تنها 16 mm × 9 mm است.

در این پروژه فیلتر مایکرواستریپ جدیدی برای به دست آوردن قابلیت انتخاب بالا و نیز باند قطع عریض ارائه شده است که از یک طرف از مزیت های رزوناتورهای سنجاقی مانند باند قطع عریض بهره می برد و از سوی دیگر از تضعیف کننده هارمونیک دایره ای در ساختار آن استفاده شده است که باعث گستردگی باند قطع می شود. همچنین مشکلات معمول رزوناتورهای سنجاقی قبلی، از قبیل نوسان در باند عبور و وجود هارمونیک در باند قطع را ندارد. این فیلتر پس از طراحی و بهینه سازی، ساخته شده است و نتایج حاصل از اندازه گیری صحت طراحی را تائید می کنند. مقایسه نتایج نشان می دهد که عملکرد کلی ساختار پیشنهادی از نظر ابعاد فیزیکی، تیزی پاسخ و عرض باند قطع نسبت به ساختارهای پیشین بهبود یافته است.

در این پروژه فیلترهای مایکرواستریپ جدیدی برای به‎‎دست آوردن اندازه‎ی فشرده، پاسخ تیز و نیز باند قطع عریض ارائه‎ شده است که از جمله‎ی آن ها فیلتری است که از سری شدن یک رزوناتور شاخه‎ای منتهی به نیم‎دایره و یک تکه‎ی‎ شعاعی بهبود یافته به عنوان تضعیف کننده‎ی هارمونیک، تشکیل شده است. فرکانس قطع -3 db این فیلتر در 1.54 ghz قرار دارد. باند‎ گذر این فیلتر تنها 0.26 ghz است که شامل محدوده‎ی فرکانسی 1.54ghz تا 1.8 ghz می‎شود و این فرکانس‎ها به‎ترتیب به سطح تضعیف -3 db و -20 db اشاره دارد. حداکثر اندازه‎ی insertion loss در باند عبور 0.1 db است و حداکثر return loss در باند عبور -33.7 db و در باند قطع نزدیک به صفر می‎باشد. پهنای باند قطع آن با سطح تضعیف -20 db از ghz 1.8تا ghz 13.93 گسترده شده است که پهنای باند عریضی را شامل می‎شود. همچنین figure of merit (fom) بالایی برابر با 23509 دارد. این فیلترها پس از طراحی و بهینه‎سازی، ساخته‎ شده است و نتایج حاصل از اندازه‎گیری صحت طراحی را تائید می کنند. مقایسه‎ی نتایج نشان می دهد که عملکرد کلی ساختارهای پیشنهادی از نظر ابعاد فیزیکی، تیزی پاسخ، عرض باند قطع، return loss و insertion loss نسبت به ساختارهای پیشین بهبود یافته است که موجب افزایش بسیار بالای fom فیلترهای پیشنهادی نسبت به ساختارهای پیشین شده است.

در این پایان نامه، هدف طراحی فیلتر پایین گذر مایکرواستریپی با پهنای باند قطع وسیع می باشد. فیلتر ساخته شده با استفاده از رزوناتور پروانه ای شکل دارای فرکانس قطع 1.74 ghz می باشد. حداکثر تلفات ورودی فیلتر کمتر از db 0.1 است و دارای پهنای باند قطع وسیع از 2.1 ghz تا 26.51 ghz با سطح تضعیفی بهتر از 0.01 است. باند گذر فیلتر 0.36 ghz می باشد که شامل محدوده ی فرکانسی از 1.74 ghz تا 2.1 ghz است. فیلتر طراحی شده، ساختار ساده ای دارد، که ساخت و تولید را تسهیل می سازد. نتایج شبیه سازی و اندازه گیری با هم همخوانی داشته و عملکرد مناسب فیلتر را در مقایسه با ساختارهای پیشین ارائه شده، تأیید می نماید.

در این پروژه فیلتر مایکرواستریپ پایین گذر جدیدی با استفاده از رزوناتور الماس شکل برای به دست آوردن باند قطع عریض و باند گذر تیز طراحی شده است . مهمترین ویژگی های فیلتر پایین گذر طراحی شده ساختار ساده ، پهنای باند وسیع ، پاسخ فرکانسی تیز در باند گذر، تلفات عبوری خوب و تلفات برگشتی پایین در هر دو باند عبور و قطع می باشد . برای طراحی این رزوناتور از ترکیب رزوناتور مثلثی و پچ مخروطی شکل استفاده شده است . رزوناتور های مخروطی با توجه به ایجاد قطب های تضعیفی با باند قطع عریض ، در طراحی فیلترهای پایین گذر مورد توجه هستند اما مشکل اصلی این ساختارها تدریجی بودن باند گذر است ، از طرف دیگر رزوناتور مثلثی دارای باندگذر تیز تر می باشد ، بنابراین با ترکیب این دو نوع رزوناتور ، رزوناتور الماس شکل حاصل شده است که مشکل دو رزوناتور قبل را ندارد. این فیلتر بعد از طراحی و بهینه سازی ، ساخته شده است و نتایج حاصل از اندازه گیری دارای تطابق بسیار مناسبی با نتایج حاصل از شبیه سازی دارد . فیلتر ساخته شده می تواند برای کاربردها و اهداف مایکروویو مخابراتی مورد استفاده قرار بگیرد و ساختار پیشنهاد شده به عنوان واحدی مناسب برای طراحی های آتی مد نظر باشد.

فیلتر یک شبکه دو پورتی برای کنترل پاسخ فرکانسی در سیستم های مایکروویو است و برای جدا کردن نویز و هارمونیک های ناخواسته از محیط اطراف در سیستم های مخابراتی استفاده می شود. کار انجام شده در این پایان نامه طراحی فیلتر پایین گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ می باشد. ساختار مایکرواستریپ به دلیل این که با استفاده از فرآیند لیتوگرافی ساخته می شود و به آسانی با مدارات مایکروویو پسیو و اکتیو قابل مجتمع سازی است از محبوبیت ویژه ای برخوردار می باشد. از آنجا که رزوناتورهای پچ به دلیل داشتن سطح وسیع، دارای توانایی انتقال توان بالا و تلفات رسانایی پایینی می باشند، در سنتز فیلترهای فرکانس بالا بسیار مورد توجه هستند لذا در این پایان نامه فیلتر پایین گذری با استفاده از رزوناتور ستاره ای که در ساختار آن رزوناتورهای پچ مثلثی بکار رفته است، برای به دست آوردن باند گذر تیز و باند قطع عریض، ارائه شده است. از دیگر ویژگی های فیلتر طراحی شده، تلفات عبوری پایین در باند عبور، توانایی خوب حذف هارمونیک های مزاحم به دلیل سطح تضعیف مناسب در ناحیه توقف، ساختار ساده، سایز کوچک و تلفات بازگشتی پایین در هر دو باند عبور و قطع می باشد. این فیلتر پس از طراحی، ساخته شده است و نتایج حاصل از اندازه گیری تطابق بسیار مناسبی با نتایج شبیه سازی شده دارد. مقایسه ی نتایج با ساختارهای پیشین نشان دهنده برتری ساختار پیشنهادی نسبت به ساختارهای پیشین است.

در این پایان نامه، نوع جدیدی از تقسیم کننده توان gysel که سه باند عبور فرکانسی دارد مطرح می شود. یک مبدل سه بانده و زوج هایی که با هم تشدید می کنند در مدار مرسوم استفاده گشته تا خصوصیت عبور سه باند فرکانسی برآورده شود. معادلات دقیق این ساختار از تحلیل حالت زوج و فرد بدست آمده است. برای نشان دادن صحت معادلات و طراحی، دو مدار با سه باند عبور مختلف که اولی دارای فرکانس های عبور 1 و 1/2 و 4/2 گیگاهرتز و دومی دارای فرکانس های عبور 1 و 6/2 و 8/2 گیگاهرتز است ساخته می شود. مشاهده می گردد که تطابق خوبی بین نتایج ساخت و شبیه سازی وجود دارد. دیده می شود که علاوه بر تلفات بازگشتی، تلفات انتقال و ایزولاسیون خوب مدار مطرح شده دارای برتری قابلیت عبور توان های بالا نسبت به مدار wilkinson است.

همواره در تقویت کننده توان کلاس-‏e‏ با توپولوژی خازن موازی، اثرات خازن های خطی و غیر خطی ذاتی عنصر ‏سویچینگ به منظور مدلسازی مدار در شرایط سویچنگ ولتاژ- صفر‎(zvs)‎‏ و تغییرات سویچنگ ولتاژ- صفر‎(zvds)‎‏ مورد توجه ‏قرار می گیرد. در این شرایط، دوره کاری ترانزیستور نه تنها به عنوان یک متغیر طراحی بلکه به عنوان یک پارامتر قابل تغییر به ‏منظور دستیابی به شرایط مشخص و خاصی از عملکرد مدار مورد توجه قرار گرفته است. همواره بهبود کارآیی توان در ولتاژ تغذیه ‏پایین تر، با استفاده از کاهش حداکثر ولتاژ سویچینگ به دست می آید. این روند با استفاده از دوره کاری ترانزیستور به عنوان ‏متغیر طراحی و انتخاب مناسب ولتاژ تغذیه حاصل می گردد. همچنین حداکثر فرکانس کاری، کارآیی تبدیل توان خروجی و مقادیر ‏عناصر مدار به عنوان یک تابعی از دوره کاری ترانزیستور به دست آمده است. نتایج حاصل از تحلیل نشان می دهد که مقادیر ‏عناصر مدار یک رابطه مستقیمی با دوره کاری ترانزیستور داشته و همواره انتخاب مناسب دوره کاری ترانزیستور به منظور حداقل ‏نمودن تلفات توان در عناصر و دستیابی به حداکثر کارآیی توان به عنوان یک نتیجه مهم در روند طراحی ارایه شده، محسوب می ‏گردد.‏ در این رساله خازن خطی خارجی، موازی با عنصر سویچینگ، به منظور احتساب توان خروجی به عنوان یک متغیر طراحی ‏مورد استفاده قرار گرفته است. در این توپولوژی از تقویت کننده توان کلاس-‏e، مشخصات مدار به عنوان یک تابعی از نسبت ‏خازن اتصال ترانزیستور در ولتاژ سویچینگ صفر به مجموع خازن های خطی خارجی و خطی ذاتی ترانزیستور به دست آمده است. ‏روند طراحی با احتساب بار خروجی یا توان خروجی به عنوان پارامتر طراحی تشریح شده است. اگرچه، در حالتی که ورودی مدار ‏سیگنال مربعی بوده، اثر خازن خطی ذاتی ترانزیستور و خازن خطی خارجی یکسان است، اما در حالتی که ورودی مدار یک ‏سیگنال سینوسی بوده، اختلاف واضح و قابل توجه بین تاثیرات آنها، همواره لازم است مورد توجه روند طراحی قرار گیرد. همچنین ‏عبارات تحلیلی قابلیت توان خروجی و کارآیی توان نیر به صورت قابل ملاحظه ای تحت تاثیر این دو عامل مهم قرار می گیرند.‏ معادلات طراحی و شکل موج های مدار، در تقویت کننده توان کلاس-‏e‏ با توپولوژی خازن غیر خطی ذاتی موازی و تنها ‏شرط سویچنگ ولتاژ- صفر‎(zvs)‎، با استفاده از عبارات تحلیلی به عنوان تابعی از ضریب ‏grading‏ خازن غیر خطی به دست ‏آمده است. در این شرایط تنها خازن غیر خطی ذاتی موازی با ترانزیستور وجود داشته، که درجه غیر خطی بودن آن با استفاده از ‏این ضریب ارزیابی می گردد. ضریب ‏grading‏ به عنوان یک پارامتر تنظیم کننده در دستیابی همزمان به توان خروجی داده شده ‏و حداکثر ولتاژ سویچینگ مجاز مورد استفاده قرار می گیرد. در تمامی مراحل این رساله به منظور ارزیابی و صحت نتایج حاصل از ‏مدل ارایه شده در هر یک مدارهای مورد مطالعه، شبیه سازی با استفاده از شبیه ساز مدار، ساخت مدار طراحی شده و مقایسه بین ‏نتایج حاصل از اندازه گیری و نتایج به دست آمده از شبیه سازی و روش تحلیلی ارایه شده است. ‏

تقسیم کننده های توان از ابزارهای بسیار مهم در سیستم های مایکروویو مانند میکسرها، ضرب کننده های فرکانسی و شبکه های تغذیه درآنتن ها هستند. در طراحی تقسیم کننده های توان روشهای مختلفی برای کاهش سایز و تضعیف هارمونیک های ناخواسته وجود دارد. نمونه اولیه تقسیم کننده توان ویلکینسون با خطوط ربع طول موج مساحت وسیعی بخصوص در فرکانس های پایین اشغال می کند و همچنین این ساختا توانایی تضعیف فرکانس های ناخواسته را ندارد. در این پایان نامه، با استفاده از رزوناتور های امپدانس بالا- پایین یک تقسیم کننده توان ویلکینسون با ابعاد کوچک شده و با قابلیت تضعیف هارمونیک ها طراحی و ساخته شده است. فرکانس کاری ساختار مطرح شده نهصد مگاهرتز است، که اولین فرکانس کاری سیتم های جی-اس- ام می باشد. نتایج شبیه سازی و اندازه گیری دارای تطابق خوبی هستند. نتایچ شبیه سازی نشان میدهد که میزان تضعیف بیشتر از بیست دسی بل از هارمونیک سوم تا دهم و یازده دسی بل برای هارمونیک دوم بدست آمده است. میزان کاهش سایز ساختار مطرح شده در حدود بیش از هفتاد درصد می باشد.

فیلترهای مایکرواستریپ در جداسازی امواج مایکروویو با فرکانس های متفاوت مورد استفاده قرار میگیرند، بنابراین اساس کار فیلترهای مایکرواستریپ، جداسازی سیگنالها براساس فرکانس و در واقع حذف نویز میباشد.در میان فیلترهای مایکرواستریپ، فیلترهای پایین گذر جایگاه ویژه ای دارند زیرا به عنوان ساختار پایه برای طراحی انواع دیگر از فیلترها نیز به کار میروند. دراین پایان نامه سعی شده که یک فیلتر پایین گذر مایکرواستریپ با پاسخی نسبتا تیز و پهنای باند قطع وسیع به همراه سایز کوچک و ساختار ساده ارائه شود. این فیلتر با استفاده از رزوناتورهای p شکل ساخته شده است. فیلتر مورد نظر دارای خواص خوبی از قبیل پهنای باند قطع وسیع، تیزی نسبتا خوب وتلفات جایگذاری پایین است. ابتدا این فیلتر با استفاده از نرم افزار ads طراحی شد سپس ساخته شده و دیده می شود که نتایج اندازه گیری به خوبی با شبیه سازی منطبق میباشد. مراحل طراحی را میتوان به صورت زیر طبقه بندی کرد: 1- طراحی یک رزوناتور کلاسیک با تابع تبدیل الپتیک وتغییر شکل آن به رزوناتور p شکل به منظور دستیابی به بهترین تلفات بازگشتی وجایگزینی. 2- سری کردن دورزوناتورp شکل برای دستیابی به تضعیف بیشتر در باند قطع. 3- ایجاد کوپلینگ بین دورزوناتور سری شده و در نتیجه ایجاد یک صفرانتقال در باند قطع و درنهایت افزایش تضعیف و پهنای در باند توقف. 4- اضافه کردن سلول های p شکل دیگر با ابعاد مختلف به رزوناتورp شکل پیشنهادی به منظور حذف هارمونیک و بدست آوردن باند توقف وسیع.

با توجه به توسعه علم و تکنولوژی و نیاز به سرعت ارسال بیشتر در فضا، ادوات مایکروویوی در سال های اخیر به سمت طراحی و ساخت در فرکانس های موج میلیمتری پیش رفته اند . یکی از مدارات پرکاربرد در حوزه مایکروویو و موج میلیمتری، مقسم های توان هستند که کاربرد وسیعی در تقویت کننده های توان، میکسرها و تغذیه آنتن ها دارند. مقسم توان شاخه ای نیز به عنوان یک تقسیم کننده توان در مدارات مایکروویو بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ساختارهایی با تقسیم توان مساوی و ایجاد اختلاف فاز، کاربردهای بسیاری در بخش های مختلف مهندسی مخابرات دارا هستند. امروزه تقاضا برای کوچک سازی مدارات مایکرویو به دلیل کاهش قیمت سیستم ها روز به روزبیشترشده است. دراین مطالعه با عنوان طراحی ، آنالیز وساخت یک تزویج گرمغناطیسی بسیارکوچک شده باقابلیت کاهش هارمونیک سوم ،پنجم وهفتم با استفاده از خطوط تزویج مایکرواستریپ روش نوین برای فرکانس های ریزموج ارائه شده است.کوپلرپیشنهادی جدیدنسبت به کوپلرهای ساخته شده پیشین از حجم واندازه کمتری با پاسخ های فرکانسی مشابه برخوردارمی باشد. در فصول ابتدایی ساختارمایکرواستریپ و مقسم توان هیبرید بیان گردیده ، سپس به معرفی کارهای پیشین درزمینه کوپلر شاخه ای و دایروی برای کاربردهای مورد نظر پرداخته می شود ودر فصل آخر نیز کوپلر هیبرید پیشنهادی با ارائه خواص وپاسخ فرکانسی معرفی می گردد.

فیلتر یک شبکه دو پورتی برای کنترل پاسخ فرکانسی در سیستم های مایکروویو است و برای جداکردن نویز و هارمونیک های ناخواسته از محیط اطراف در سیستم های مخابراتی استفاده می شود. برای مثال در فرستنده های رادیویی از فیلترهای پایین گذر برای حذف هارمونیک های ایجاد شده توسط دیگر اجزا مخابراتی استفاده می شود. تکنیکهای مختلفی برای پیاده سازی انواع مختلفی از فیلترهای (پسیو، اکتیو، موجبر، مایکرواستریپ و...) استفاده می شود، خیلی از تکنیکها بستگی به رنج فرکانسی و توانایی انتقال توان و مرتبه فیلتر دارد. کار انجام شده در این پایان نامه طراحی فیلتر پایین گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ می باشد. ساختار مایکرواستریپ به دلیل اینکه با استفاده از فرآیند لیتوگرافی ساخته می شود و به آسانی با مدارات مایکروویو پسیو و اکتیو قابل مجتمع سازی است از محبوبیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پایان نامه فیلتر پایین گذر با استفاده از رزوناتورهای پچ پیاده سازی شده است. رزوناتورهای پچ به دلیل داشتن سطح وسیع، توانایی انتقال توان بالایی را دارند و دارای تلفات رسانایی پایینی می باشند و در سنتز فیلترهای فرکانس بالا بسیار مورد توجه هستند. فیلتر طراحی شده دارای باند عبور و توقف گسترده و تلفات جایگذاری پایین در ناحیه عبور و سایز فشرده می باشد و به دلیل داشتن سطح تضعیف -20db در ناحیه توقف دارای توانایی حذف هارمونیک های مزاحم در سطح بسیار خوبی می باشد. این فیلتر با استفاده از نرم افزار ads پیاده سازی و در نهایت نتایج حاصل از ساخت با نتایج شبیه سازی مقایسه شده است.

در این پایان نامه یک تقویت کننده کم نویز(lna)باولتاژاعمالی کم و توان مصرفی پائین و پهنای باند بیسار (uwb)در باند فرکانسی3.1-10.6ghz با استفاده از تکنولوژی90nm cmosبا استفاده از نرم افزارads طراحی و شبیه سازی شده است.در تقویت کننده ی کم نویز ارائه شده برای تطبیق ورودی از ساختار سلف دژنراسیون و برای افزایش پهنای باند از روش کسکود و سلف سری و فیدبک مقاومتی استفاده شده است.برای افزیش خطی سازی(iip3) از تکنیک جمع آثار مشتق بطوریکه از یک ترانزیستور واقع در ناحیه تریودیک استفاده شده است تا ضریب غیر خطی مرتبه ی سوم به کمترین مقدار خود برسد.ولتاز اعمالی 0.6v با توان مصرفی 3mw در تمام باند فرکانسی می باشد

کمپرسور گریز از مرکز یکی از انواع کمپرسورهایی است که در صنعت استفاده فراوان داشته و وظیفه افزایش فشار سیال (گاز) را بعهده دارد این وسیله مکانیکی توسط توربین های گازی یا توربین های بخار و یا موتورهای الکتریکی بحرکت در آمده و فشار سیال ورودی را در خروجی افزایش می دهد، عمل شبیه سازی کردن پارامترهای اصلی پروسسی و کنترلی یکی از روشهای بسیار مهم در تعیین و بررسی رفتار این نوع کمپرسورها می باشد. روند رو به تکمیل شبیه سازی سیگنالها و پارامترها و تجزیه تحلیل بعضی از آنها باعث بالا رفتن راندمان آن و همچنین طول عمر کمپرسور شده است.تاکنون جهت شبیه سازی کمپرسور گریز از مرکز روش های زیادی که پایه آنها حرکت سیال و استفاده از فرمولها و قوانین سیالاتی بوده ارائه گردیده است.در این پایان نامه کمپرسور گاز گردشی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته و شبیه سازی آن با استفاده از نتایج عملی و یا بعبارتی نمودارهای کاربردی بدست آمده که بصورت تجربی در کارخانه انجام گرفته و عمل شبیه سازی آن در مورد پارامترهای اصلی یعنی فشار خروجی ، اختلاف فشار دو سر ، توان مکانیکی جذب شده کمپرسور ، جریان گاز ورودی و سرعت با استفاده از شبکه عصبی شبیه سازی گردیده است که نتایج بدست آمده حاکی از دقت وسرعت بالای شبکه عصبی نسبت به سایر روشها بوده و نشان می دهد که بسیار با واقعیت تطابق دارد.

در سیستم های مخابراتی همواره نیاز به تقویت کننده های توان خطی با بازده بالا داریم. برای داشتن بازده بالا می توان از تقویت کننده های مد سوییچینگ کلاس e، f وf-1 استفاده کرد. با توجه به اینکه این نوع تقویت کننده در ناحیه اشباع عمل می کنند بنابراین دارای خاصیت خطی نمی باشند و نمی توانند جایگزین تقویت کننده های خطی در فرستنده های wcdma شوند. برای حل این مشکل می توان از تکنیک هایی مانند doherty، linc و eer نام برد. روش متداول برای افزایش بازده، استفاده از مدارات کنترل هارمونیکی به صورت تکی هارمونیکی و یا چند هارمونیکی است که یک روش متداول در تقویت کننده های کلاس f و f-1 است. این روش می تواند به تقویت کننده کلاس e نیز وارد شود که منجر به تقویت کننده کلاس e/f می شود. در تقویت کننده کلاس e/f هارمونیک های زوج اتصال باز و هارمونیک های فرد اتصال کوتاه می شوند. چندین هارمونیک به طور همزمان می تواند تنظیم شود اما با انتخاب نوع هارمونیک مقادیر متفاوتی برای قابلیت توان خروجی، ماکزیمم ولتاژ و جریان سوییچ و سایر پارامترها خواهیم داشت. از طرف دیگر تغییر فرکانس سیگنال ورودی، اثرات پارازیتی هر یک از عناصر، عملکرد مدار را تحت تاثیر قرار خواهد داد. در این رساله سعی بر این است که تا حد ممکن خلاهای موجود در بررسی این گونه از تقویت کننده های mixed-mode بررسی و تحلیل شود.

آتاماتای سلولی کوانتومی نقطه ای (qca)، تکنولوژی جدیدی است که باعث خواهد شد نقطه های کوانتومی برای محاسبات دیجیتال مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این رساله آن بوده است که ضمن مروری بر تکنولوژی qca و روشهای متداول پیشین، روشهایی در مباحث بهینه سازی ، مدل کردن و شبیه سازی مدارهای qca ارائه شود. در بحث بهینه سازی هدف به حداقل رساندن تعداد سلولهای به کار رفته، مساحت اشغال شده و تاخیر ورودی به خروجی (کاهش تعداد فازهای بکار رفته) در طراحی مدارهای qca است. برای اثبات کارایی روشهای پیشنهادی، چندین مدار طراحی و پیاده سازی شده است و با کارهایی که تاکنون انجام گرفته اند مقایسه شده است. نتایج حاصل از مقایسه نشان می دهد که روشهای پیشنهادی به طراحی مدارهایی منجر شده که از هر لحاظ بهتر از کارهای پیشین است. در بحث مدل کردن و شبیه سازی مدارهای qca ، استفاده از روشهای هوش محاسباتی از قبیل شبکه عصبی مصنوعی (ann) و سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی (anfis ) برای مدل کردن قطعات و گیتهای پایه qca و شبیه سازی مدارها با استفاده از آنها پیشنهاد شده است. مزیت استفاده از روشهای هوش محاسباتی، استفاده از آنها در شبیه سازی مدارهای بزرگ qca در حداقل زمان ممکن است. همچنین برای شبیه سازی مدارهای qca در سطح سلول استفاده از روش ann و یک روش ریاضی دیگر بررسی شده است. نتایج حاصل از این روشها با یکدیگر و با نرم افزار qcadesignerمقایسه شده اند. نتایج حاصل از مقایسه نشان می دهد که این روشها دارای دقت مناسبی هستند و از نظر سرعت شبیه سازی بسیار سریعتر از سیمولاتورهای کنونی مانند qcadesigner هستند.

توسعه سریع سیستم های ارتباطی rf و مایکروویو،تا حد بسیار زیادی تقاضا برای کوپلرهایی با سایز کم ،تلفات پایین ،پهنای باند وسیع ،ایزولاسیون بالا و هزینه پایین را افزایش داده است. برای بدست آوردن مدارات کوچک با کارایی بالا تلاش های بسیاری صورت گرفته است که به توسعه انواع جدیدی از کوپلر برای استفاده در مدارات مایکروویوی چون میکسر،تقویت کننده،مدولاتور داده ها،شیفت دهنده های فازی و شبکه های تغذیه در آنتن های آرایه ای،منجر شده است.کوپلرهای هیبرید ربع طول موج مرسوم،بدلیل استفاده از خطوط 4/?(90 درجه) دارای سایز بزرگی مخصوصا در فرکانس های زیر باند x هستند.در نتیجه این نوع کوپلر،حجم زیادی از مدارات مایکروویو را اشغال و هزینه بالایی دارند. همچنین ، ارتباطات مدرن نیازمند ابزارهایی است که کمترین هارمونیک را ایجاد کنند تا بتوان از تداخل جلوگیری کرد.از آنجایی که کوپلر شاخه-خط مرسوم از داشتن هارمونیک در باند عبور رنج می برد،برای حذف این هارمونیک ها در مدارات از فیلترهای پایین گذری بصورت جداگانه استفاده میشد، اما این راه حل باعث بروز مشکلاتی میشد،از جمله;پیچیده تر شدن مدارات ،فضای اشغال شده بیشتر و بالا رفتن اتلاف.بنابراین تکنیک هایی برای حذف هارمونیک و کاهش سایز بطور همزمان ایجاد گردید.در این پایان نامه،طرحی نو برای کوچک سازی و حذف هارمونیک کوپلر شاخه-خط ارائه گردیده است.کوپلر پیشنهادی برای کار در فرکانس ghz2 و بر روی زیر لایه 5880rt/duroid با ثابت دی الکتریک2/2?_r=و ضخامت زیر لایه mm381/. و تانژانت تلفات 0009/.طراحی و ساخته شده است.

فیلتر مایکروویو، یک شبکه دو دهانه است که برای کنترل پاسخ فرکانسی در یک نقطه معین، در یک سیستم مایکروویو بکار می رود. بطوریکه در باند عبور ، سیگنال را انتقال و ارسال نموده و در باند قطع سیگنال را تضعیف می نماید . موضوع اصلی این پایان نامه طراحی وساخت یک فیلتر مایکرواستریپ پایین گذر با استفاده از استاب های امپدانس بالا وپایین می باشد . مهمترین ویژگی های فیلتر پایین گذر طراحی شده ، پاسخ تیز خوب ، پهنای باند قطع وسیع ، تلفات بازگشتی زیاد در باند عبور و ابعاد کوچک می باشد.

تقویت کننده های توان بخشی بسیار حیاتی و کلیدی، در فرستنده ها می باشند که تأمین قدرت لازم برای ‏ارسال سیگنال در فرستنده ها را بر عهده دارند. در سال های اخیر با توجه به تقاضای روز افزون برای ‏ارتباطات با نرخ بالای ارسال و دریافت دیتا، نسل ها و استاندارهای نوینی برای ارسال داده تدوین شده است ‏که لازمه ی آن ها وجود فرستنده هایی کم مصرف، کم حجم و در عین حال با کارایی بالا می باشد. ‏ افزایش کارایی تقویت کننده کاهش مستقیم مصرف توان را به دنبال دارد. از میان روش های گوناگونی که ‏برای افزایش کارایی ارائه شده است می توان به تقویت کننده توان دوهرتی ‏ نام برد. تقویت کننده دوهرتی از ‏دو طبقه تقویت کننده اصلی ‏ و کمکی ‏ تشکیل شده است. سیگنال ورودی ابتدا به یک مقسم توان وارد می-‏شود و پس از تقسیم به نسبت متناسب در اختیار دو طبقه تقویت کننده قرار می گیرد سپس در پایان دو ‏سیگنال تقویت شده با هم ترکیب شده و در خروجی ظاهر می شود.‏ در پروژه ی پیشنهادی‎ ‎با بهینه سازی ساختار تقویت کننده در بخش های مقسم توان، تقویت سیگنال و ‏ترکیب توان، تقویت کننده دوهرتی بهینه شده ارائه دهیم. در بخش مقسم توان، با ارائه ی ساختارهای نوین ‏مقسم توان کوچک شده با حذف هارمونیک ها ارائه شده است. در مقسم توان با استفاده از استاب های ‏میکرواستریپی، رزوناتور، فیلتر و تلفیقی از روش های فوق بهره گرفته که کاهش سایز و حذف هارمونیک ها را ‏به دنبال دارد.‏ در بخش تقویت سیگنال، با ارائه مدار تطبیقی نوین و بهینه سازی دیگر روش های موجود در دو بخش تقویت ‏کننده اصلی و کمکی پیشنهاد شده است که کاهش سایز و افزایش کارایی را به دنبال دارد. همچنین مدل ‏شبکه ی عصبی برای تقویت کننده های توان ارایه شد. به کمک مدل های عصبی ارایه شده، مقادیر بهینه ‏پارامترهای مهم طراحی تعیین گردید.‏ در بخش ترکیب توان، با ارائه ساختارهای نوین بخش ترکیب توان کوچک شده که افزایش کارایی تقویت ‏کننده را به دنبال دارد.‏ در نهایت با اعمال هم زمان مدارهای بهینه ارائه شده در سه بخش تقسیم و ترکیب توان و تقویت سیگنال ‏تقویت کننده دوهرتی بهینه طراحی و ساخته شد که با نیازهای روز تطبیق دارد.‏

در این پایان نامه، فیلتر میکرواستریپ پایین گذر و شیوه های مختلف طراحی آن مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه یک فیلتر میکرواستریپ پایین گذر جدید با استفاده از رزوناتور شاخه ی شعاعی بهبود یافته که دارای تیزی خوب و اندازه فیزیکی کوچک می باشد، ارائه شده است.

در این پروژه یک تقویت کننده کم نویز با ساختار بدون سلف در تکنولوژی 130 نانو ( 0.13 µm ) با پهنای باند 3.5 گیگا هرتز با ولتاژ تغذیه 1.8 ولت طراحی و شبیه سازی شده است که بهره توان آن 27 دسی بل ، تلفات ورودی کمتر از 12- دسی بل ، عدد نویز بسیار مطلوب 2.8 دسی بل ، خطینگیdbm 6.1 و ضریب پایداری بسیار خوب بیش از 110 میباشد.

فیلتر یک شبکه دوپورتی برای کنترل پاسخ فرکانسی در سیستم های مایکروویو است و برای جدا کردن نویز و هارمونیک های ناخواسته از محیط اطراف در سیستم های مخابراتی استفاده میشود.کار انجام شده در این پایان نامه طراحی فیلتر پایین گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ میباشد.ساختار مایکرواستریپ به دلیل اینکه با استفاده از فرایند لیتوگرافی ساخته میشود و به آسانی با مدارات مایکروویو پسیو و اکتیو قابل مجتمع سازی است از محبوبیت ویژه ای برخوردار میباشد.از ویزگی های فیلتر طراحی شده میتوان به،تلفات عبوری پایین در باند عبور،توانایی خوب حذف هارمونیک های مزاحم به دلیل سطح تضعیف مناسب در ناحیه توقف،ساختار ساده،سایز کوچک،و تلفات بازگشتی پایین در هر دو باند عبور و قطع می باشد.این فیلتر پس از طراحی،ساخته شده است و نتایج حاصل از اندازه گیری تطابق بسیار مناسبی با نتایج شبیه سازی شده دارد.مقایسه نتایج با ساختارهای پیشین نشان دهنده برتری ساختار پیشنهادی نسبت به ساختارهای پیشین است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.