هدف از این پروژه طراحی و شبیه سازی و ساخت یک آنتن ویوالدی در باند x با استفاده از تکنولوژی مدارات مجتمع در زیر لایه به عنوان منبع تغذیه می باشد به صورتی که برگشتی در تمام باند زیر -10db شود و آرایه گین مناسبی داشته باشد. در این پروژه تکنولوژی siw به عنوان راه حل کم هزینه و سبک و آسان و در عین حال کارآمد از لحاظ پایین بودن میزان تضعیف نسبت به سایر روشهای مجتمع در زیر لایه و بالا بودن ضریب q در طراحی آنتنهای ویوالدی معرفی شده است. آنتن ویوالدی همواره به عنوان یک راه حل سبک و ارزان قیمت در کاربردهایی با پهنای باند بالا مد نظر بوده است. اما پهنای باند بزرگ این آنتن و سادگی ساخت آن همیشه به وسیله تغذیه آن که پهنای باند کمتر و پیچیدگی بیشتری دارد، تحت تأثیر قرار گرفته و محدود شده است. به علاوه پیچیدگی ساخت بقیه عنصرها مثل تقسیم کننده های توان یا شیفت دهنده های فاز بر همان ورقی که آنتن و تغذیه روی آن قرار داده شده اند مشکل دیگری بوده است که با انتخاب تکنولوژی siw به عنوان تغذیه این مسئله نیز مرتفع شده است. در این پایان نامه ابتدا تئوری آنتن هایtsa و به ویژه آنتن های ویوالدی و اصول مربوط به طراحی آرایه ها و همچنین تئوری پایه تکنولوژی siw و اصول طراحی تقسیم کننده های توان ارائه خواهد شد. سپس اصول مربوط به جزئیات طراحی و پارامترهای مورد نظر در طراحی و اثرات آنها بر آنتن سنجیده می شود. چگونگی شبیه سازی و بهینه سازی آرایه آنتن ویوالدی و خط انتقال siw مفصلاً مورد بحث و بررسی قرار گرفته و هدف طراحی که رسیدن به پهنای 4ghz در باند x است محقق شده است. در نهایت ساخت و اندازه گیری، که نتایج اندازه گیری تفاوت ناچیز با نتایج طراحی را نشان می دهد و نیز مقایسه طرح با طرح های قبلی که در سایر مقالات به آن پرداخته شده است و نتیجه گیری و پیشنهادات را در برمی گیرد.

در یک دهه گذشته، فعالیت های فراوانی در جهت طراحی آنتن های پهن باند کوچک در فرکانس های vhf /uhf انجام گرفته است. نکته مهم در طراحی این آنتن ها، کوچک سازی ابعاد آن ها با یک نسبت تقریبی 10 در مقایسه با طول یک آنتن دوقطبی رایج است. متأسفانه، پهنای باند یک آنتن کوچک، با توان سوم ابعاد آن کاهش می یابد که این امر باعث شده امروزه تحقیقاتی فراوانی بر روی طراحی آنتن های پهن باند کوچک انجام گیرد. در پایان نامه حاضر، به بررسی ساختارهای رایج برای تشعشع امواج پهن باند و روش های مختلف کوچک سازی آنتن ها پرداخته شده و ساختارهای نوین این آنتن ها مورد مطالعه قرار گرفته اند. ساختارهای متنوعی مورد شبیه سازی قرار گرفته و بر روی دو نمونه از آن ها بهینه سازی هایی انجام شده است. در نمونه اول که یک آنتن iha است، با استفاده از ایده پین های اتصال کوتاه پهنای باند امپدانسی بهبود یافته است. یک نمونه آنتن iha ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است، آنتن از فرکانس 200mhz تا 2ghz پهنای باند امپدانسی قابل قبولی داشته که نتایج اندازه گیری و شبیه سازی، تطبیق خوبی با یکدیگر داشته اند. در نمونه دوم که یک آنتن صفحه ای زمین شده می باشد، با تغییر ساختار تغذیه، پهنای باند امپدانسی و بهره آنتن بهبود یافته اند. یک ایده جدید نیز برای بهبود تطبیق با استفاده از خط انتقال ربع موج اتصال کوتاه و نیز ایده هایی برای پیاده سازی عملی این روش معرفی شده و یک نمونه مدار تطبیق با استفاده فیلترهای lc سری، ساخته شده و بر روی یک آنتن تیغه ای باندv/uhf مورد آزمایش قرار گرفته است، این آنتن نیز در باند فرکانسی 30-700mhz پهنای باند امپدانسی مناسبی از خود نشان داده، که در این حالت نیز نتایج اندازه گیری و شبیه سازی مطابقت خوبی با یکدیگر داشته اند.

با گسترش سریع سیستم¬های بی¬سیم ، مدل¬سازی دقیق انتشار در کانال¬های مخابراتی مورد نیاز است. با توجه به محیط انتشار امواج، می¬توان کانال¬های بی¬سیم را به دو گروه خارج ساختمان و داخل ساختمان تقسیم کرد. در این میان، فرایند انتشار امواج داخل ساختمان بسیار پیچیده و دارای اهمیت است، چرا که در محیطی دارای هندسه و مشخصات الکتریکی متنوع رخ می¬دهد. به منظور تخمین دقیق پارامترهای کانال، ضروری است که مدل دقیقی از محیط انتشار، مانند هندسه و مشخصات الکتریکی دیوارهای ساختمان در نظر گرفته شود. یکی از روش¬های معمول برای مدل¬سازی کانال¬های داخل ساختمان، روش رهگیری پرتو است. اما اگر محیط¬ دارای پراکنده¬کننده¬های کوچک و ناهمگن باشد، این روش دچار خطا می¬شود. به-علاوه دیوارهای ناهمگن متناوب باید به¬صورت دیوارهای همگن با ثابت دی¬الکتریک موثر در نظر گرفته ¬شوند. این ساده-سازی¬ها باعث کاهش دقت این روش می¬شود. بنابراین در این پایان نامه از روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان (fdtd) دوبعدی، به عنوان یک روش دقیق وتمام موج برای بررسی انتشار امواج در یک کانال داخل ساختمان واقعی با دیوارهای ناهمگن متناوب استفاده شده است. مجموعه¬ای از شبیه¬سازی¬های عددی برای بررسی عواملی مانند موقعیت و فرکانس کاری فرستنده، نوع دیوار، تداخل میان فرستنده¬ها و کاهش تداخل با استفاده از پوشش فیزیکی دیوارها، در یک محیط داخل ساختمان نمونه انجام شده است. اثرات دیوارهای ناهمگن روی میانگین تلفات مسیر، پراکندگی زمانی و محوشدگی مقیاس کوچک بررسی شده است. سپس دیوارهای ناهمگن با دیوارهای همگن دارای ثابت دی¬الکتریک موثر جایگزین شده¬اند و تحلیل یکسانی در هر دو حالت انجام گرفته است. نتایج نشان می¬دهد دیوارهای همگن از اثرات چندمسیره چشم پوشی می-کنند، بنابراین جایگزین مناسبی برای تخمین مشخصات چندمسیره کانال با دیوارهای ناهمگن نیستند و لازم است مدل دقیقی از دیوارها در شبیه¬¬سازی در نظر گرفته شود.

طبقه بندی کننده ی مدولاسیون، نوع مدولاسیون سیگنال دریافتی را از میان مجموعه ای از مدولاسیون ها تشخیص می دهد و در زمینه های نظامی و غیرنظامی کاربردهای فراوان دارد. بسیاری از روش های ارائه شده در حوزه ی کانال های نویزی، به نویز کانال ارتباطی حساس اند. بدین معنی که در شرایط سیگنال به نویز پایین، عمل کرد مطلوبی از خود نشان نمی دهند. و تنها در صورت استفاده از طبقه بندی کننده هایی که از نظر زمان و پیچیدگی مقرون به صرفه نمی باشند، قادر به طبقه بندی تعداد زیادی از مدولاسیون ها خواهند بود. هم چنین، روش های مبتنی بر ویژگی، که در مقایسه با روش های مبتنی بر تشابه، پیچیدگی محاسباتی کم تری دارند، برای رسیدن به درصد درستی قابل قبول ناچار به تحمل بردارهای ویژگی با ابعاد بالا هستند، که این خود به پیچیدگی محاسباتی بیشتر دامن می زند. در این پایان نامه، سعی بر این بوده است که با ارائه ی ساختارهایی پی درپی از واحدهای طبقه بندی کننده ی موثر با پیچیدگی زمانی و محاسباتی اندک، روشی پیشنهاد دهیم که در عین برخورداری از درصد درستی قابل قبول، از نظر پیاده سازی نیز مناسب باشد. در این راستا، ویژگی های کارآمدی نیز معرفی شدند که در رسیدن به درصد درستی قابل قبول تأثیر به سزایی داشتند. دسته ی نخست این ویژگی ها با کمک تبدیل موجک گسسته با نوع موجک مادر مناسب و در سطح تجزیه ی مطلوب استخراج شدند. هم چنین، ویژگی های مبتنی بر توابع آنتروپی و تبدیل فوریه نیز، تحت عنوان ویژگی های کمکی، از سیگنال های دریافتی استخراج شدند. نخستین ساختار پی درپیِ پیشنهادشده با استفاده از ویژگی های مبتنی بر تبدیل موجک و نیز ویژگی های مبتنی بر توابع آنتروپی به همراه طبقه بندی کننده ی شبکه ی عصبی کوانتیزه کردن بردار یادگیری و یک واحد بهینه ساز مبتنی بر الگوریتم حرکت باد برای طبقه بندی مدولاسیون های bpsk، qpsk، 8psk، 16psk و 32psk ارائه شد، که توانست در سطوح سیگنال به نویز بزرگ تر و مساوی با 2db- به درصد درستی بیش از 95% دست یابد. دومین ساختار پی درپیِ پیشنهادشده با استفاده از ویژگی های مبتنی بر تبدیل موجک، توابع آنتروپی و تبدیل فوریه، به همراه طبقه بندی کننده ی شبکه ی عصبی کوانتیزه کردن بردار یادگیری برای طبقه بندی مدولاسیون های bask، qask، bfsk، qfsk، bpsk و qpsk ارائه شد، که در سطوح سیگنال به نویز بزرگ تر و مساوی با 6db- تقریباً به درصد درستی بیش از 95% دست یافت.

طراحی و پیاده سازی آنتن موج نشتی با شکاف طویل منحنی وار بر روی ساختارsiw ، محور اصلی این پایان نامه را تشکیل می دهد. در واقع مراحل طراحی و پیاده سازی این نوع آنتن موج نشتی را پله به پله پیش برده و یک نمونه کاربردی از این دسته از آنتن ها را پیاده سازی می نماییم. در این راستا ابتدا مشخصات و پارامترهای ساختار siw مورد نظر را بدست آورده و سپس شکاف طویل مطلوب با ابعاد و شمایل مناسب را بر روی siw پیاده سازی می نماییم. سپس با استفاده از بهینه سازی در نرم افزار آن را برای هدف بهره بالا و طراحی در باند ku بهینه می کنیم. با تنظیم محل دقیق شیار، الگوی تشعشعی آنتن به ازای زاویه دلخواه جهت دهی می نماییم. در این صورت برای استفاده در فرکانس های گوناگون، در ساختارهای مختلف، محل قرار گیری شیار توسط دو تابع توزیع تخمین زده می شود. مشخصه های آنتنی از قبیل تلف برگشتی، الگوی تشعشعی و بهره آنتن ارائه می شود. با مقایسه نتایج اندازه گیری و شبیه سازی، درستی نتایج را تأیید می کنیم. آنتن ساخته شده عرض بیم باریک داشته و همچنین مزایای ساخت آسان، هزینه کم و ابعاد کوچک شده را دارا می باشد. مشخصه اصلی این ساختار، طراحی شیار تشعشعی، به ازای زاویه بیم دلخواه به ازای فرکانس های مختلف است.

حمل و نقل هواپیمایی با سرعت روز افزونی در حال گسترش است. در آیند? نه چندان دور، سیستم های راداری نمی توانند پاسخگوی تقاضای رو به رشد خدمات هواپیمایی باشند. در تلاش به منظور افزایش بازده، کاهش هزینه های زیربنایی، عملکرد ساده و از همه مهمتر بهبود امنیت، بیشتر شرکت های هواپیمایی به سمت تکنولوژی های جدید مانند مالتی لتریشن و ads-b رو آورده اند. یکی از چالش ها در پیاده سازی سیستم مالتی لتریشن پیدا کردن مکان های مناسب برای گیرنده های آن می باشد. در این پایان نامه قصد داریم عوامل موثر بر انتخاب مکان های گیرنده های سیستم مالتی لتریشن را بررسی کرده و از نتایج آن برای یافتن مکان های مناسب برای گیرنده ها در فرودگاه شهید دستغیب شیراز و شهید هاشمی نژاد مشهد استفاده کنیم.

امروزه شبیه سازی سیستم های مخابراتی با توجه به پیچیدگی روز به روز تجهیزات، از اهمیت بالایی برخوردار است. مطالعه و بررسی عمل کرد یک سیستم با روش های تحلیلی، سخت و گاهی غیر ممکن بوده و بررسی عمل کردهای سیستم مخابراتی مدرن، بدون استفاده از شبیه سازی، ساخت نمونه آزمایشی را اجتناب ناپذیر می کند. اما علیرغم هزینه های بالای ساخت یک نمونه آزمایشی، هزینه های آزمایش در شرایط مختلف چندین برابر هزینه شبیه سازی کامپیوتری خواهد بود. یک بخش بسیار مهم در تمامی سیستم های مخابراتی، بخش بازیابی اطلاعات در گیرنده است. اهمیت این بخش زمانی روشن می گردد که بنا به هر دلیلی، گیرنده از محتوی نوع سیگنال ارسالی در فرستنده و نیز شرایط کانال اطلاع نداشته باشد.

در این رساله روشی ترکیبی، تمام موج، سریع و در عین حال دقیق، مبتنی بر ممان و نور فیزیکی به منظور تحلیل آنتن های شکاف دار siwلایه ای که در محیط چند لایه عایقی تشعشع می کنند ارائه شده است.

آنتن های مایکرواستریپی به دلیل مزایایی از قبیل وزن سبک، حجم کم و تولید آسان با استفاده از تکنولوژی مدار چاپی بسیار مورد توجه اند. مهم ترین مشکل این آنتن ها پهنای باند کم و تلفات شبکه تغذیه ای و در نتیجه بازدهی تشعشعی پایین آن است. در این پایان نامه یک روش جدید برمبنای تغذیه المان های مایکرواستریپ با استفاده از ساختارهای محفظه پشتی ارائه شده است. هدف از ارائه این روش کاهش اندازه شبکه تغذیه و نیز استفاده نکردن از خطوط مایکرواستریپ می باشد.با استفاده از این نوع تغذیه بازدهی آنتن به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. تغذیه المان های میکرواستریپ از طریق شیارهای قرار داده شده بر روی ساختار siw محفظه پشتی که به وسیله یک کابل هم محور تحریک می-شوند، صورت می پذیرد.