آنتن ها ممکن است یکی از مهمترین اجزای در نظر گرفته شده در سیستم های ارتباطی بی سیم و سلولی و سیار باشند. با این حال آنها برای بهره برداری از ایستگاه اصلی تلفن همراه با انتخاب های بسیار در دسترس، بسته به محل خاص و محیط عامل ضروری هستند. توسعه آنتن های ایستگاه اصلی به یکی از مهم ترین وظایف در مهندسی آنتن معاصر تبدیل شده است. همانطور که بازار ارتباطات بی سیم و سیار در حال توسعه بسیار سریع است، تعداد آنتن های ایستگاه اصلی نیز افزایش یافته است. یکی از این آنتن های مورد استفاده در مخابرات سیار آنتن پچ میکرواستریپ به صورت آرایه است که در این پایان نامه به طور خاص شبیه سازی و بررسی شده است. هدف از این پایان نامه ارائه مروری کلی بر آنتنهای آرایه استوانه ای و تطابق کننده با سطح استوانه ای است که می توانند در سیستم های مخابرات سیار استفاده شوند. به طور خاص در این پایان نامه به آنتن پچ میکرواستریپ پرداخته شده است. آنتن تک با فرکانس تشدید 2.4 گیگاهرتز که به علت داشتن ابعاد متقارن دارای پرتویی متقارن ولی با لوب های اضافی است. بنابراین با آرایه نمودن این آنتن می توان می توان ضمن بهبود پرتوی تابشی در زوایای مورد نظر بهره آن را از مقدار 7 که بهره آنتن تک است افزایش داد. آنتنهای پچ میکرواستریپ دارای پهنای باند کمی هستند که می توان با به کاربردن زیرلایه هایی با مقدار گذردهی پایین آن را افزایش داد که البته روی دیگر ویژگی های این آنتن تاثیر می گذارد. بنابراین می توان با آرایه نمودن آنتن و به کار بردن مواد مناسب پهنای باند این آنتن را به صورت تک و آرایه افزایش داد. در نهایت هدف رسیدن به پرتویی مناسب بدون لوب های اضافی و افزایش بهره و در صورت امکان افزایش پهنای باند است.

دراین پایان نامه ما با بررسی ساختارهای dgs حالت بهینه برای افزایش پهنای باند با استفاده از این ساختارها را بدست آورده و با اعمال آن بر روی صفحه زمین آنتن میکرواستریپ پهنای باند آن را تا 2.5 درصد افزایش دادیم

پیشرفت های اخیر در تکنولوژی بی سیم و افزیش تقاضای پویایی و انعطاف پذیری سیستم های مخابراتی برای کاربران، منجر به تحقیقات وسیعی به منظور کوچک سازی ساختار آنتن های مسطح بدون کاهش در عملکردشان شده است. یکی از روش ها به منظور دستیابی به کاهش ابعاد مدارهای مسطح مانند آنتن های پچ میکرواستریپ استفاده از هندسه فراکتال است. مفهوم هندسه فراکتال به سبب ساختار فضاپرکنی و خودمشابه اش می تواند در کاهش اندازه آنتن ها و یا به منظور دست یابی به باندهای چندگانه فرکانسی، استفاده شود. اما در عین حال استفاده از این روش دارای معایبی است که از جمله آن می توان به کاهش بهره، کاهش پهنای باند امپدانسی، پیچیدگی در ساخت وکاهش بهبود عملکرد آن پس از تعداد کمی تکرار اشاره کرد. به منظور توسعه و بهبود عملکرد آنتن پچ میکرواستریپ فراکتال اثرات استفاده از ساختارهای باندممنوعه الکترومغناطیسی (ebg) با آن ترکیب شده است. ساختارهای ebg به صورت اجسام متناوب در ماده و هادی فلزی (و در بعضی مواقع غیرمتناوب) هستند که مانع انتشار الکترومغناطیسی در باندهای فرکانس خاصی می گردند. در این پایان نامه، چندین ساختار ebg متنوع و جدید بر اساس ساختارهای قارچی شکل، چنگالی شکل و مسطح واحد بررسی و با آنتن های میکرواستریپ فراکتال ترکیب شده اند. هندسه فراکتال به منظور کاهش اندازه آنتن استفاده شده و ساختار ebg به منظور بهبود عملکرد آنتن در مقایسه با همان آنتن بدون ساختار ebg طراحی شده است. نتایج مشخصات اصلی آنتن مانند پهنای باند امپدانسی، بازگشت توان، بهره و پترن تشعشعی شبیه سازی شده است. نرم افزار hfss به منظور شبیه سازی آنتن در نظر گرفته شده است. همچنین به منظور حصول اطمینان از صحت نحوه و نتایج شبیه سازی، از نرم افزار cst نیز که بر مبنای روش عددی متفاوتی است، جهت مقایسه نتایج استفاده می شود.

متامتریال (فرامواد) به جهت کارایی مطلوب ، تنوع ساخت و وسعت کاربردی که دارند، بسیار مورد توجه قرار می گیرند. علیرغم نو بودن این علم در این راستا تحقیقات گسترده ای تاکنون صورت گرفته است.معرفی انواع سلول های واحد فرامواد، ساختارهای متعدد و بیان روش های مختلف کاربرد آن ها در ساختارهای الکترومغناطیس مانند آنتن ها و موج برها از نتایج تحقیق در این زمینه است. در این پروژه یک ساختار جدیدی از فرامواد با توانایی ایجاد مقادیر بزرگی از ضرایب نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی منفی ارائه می گردد که از مشخصات آن، شکل ساده، پهنای باند خوب در فرکانس تشدید و ابعاد مناسب جهت بهره گیری در ساختارهای الکترومغناطیس می باشد. علاوه بر این، ساختار جدید معرفی شده را می توان در دو فرکانس کاری گوناگون، هم به عنوان یکengبا ضریب نفوذپذیری مغناطیسی منفی و هم به عنوان یک mngبا ثابت دی الکتریک منفی استفاده نمود. شکل این ساختار بر پایه ی تقارن محوری و روش های طراحی chiral استوار می باشد. همچنین جهت بررسی تاثیر این فراماده در ساختارهای الکترومغناطیس، روش های بکارگیری آن در آنتن ها مورد بررسی قرار گرفته که نتایج شبیه سازی نشان دهنده ی افزایش پارامترهایی مانند جهت دهی و توان تشعشعی در آنتن های مرجع می-باشد. شبیه سازی ها در محیط نرم افزار high frequency simulator(hfss)انجام می گیرد و قسمت های مهم و کلیدی با استفاده از نرم افزار cst microwave studio تحلیل می گردد تا بتوان دو نتیجه را مقایسه نمود. علاوه بر این می توان با بهینه سازی ابعاد و معرفی یک یا چند پارامتر آزاد در شکل ساختار به بهترین پاسخ جهت فرکانس تشدید سیستم و مقدار تاثیر در آنتن مرجع دست یافت. نتایج شبیه سازی نشان می-دهد که یک سلول واحد ساختار معرفی شده می تواند مقادیر re(?) و )µre( تا حد 15- را ایجاد نماید و همچنین استفاده از آن در یک آنتن مارپیچ، مقدار جهت دهی را تا 8 برابر افزایش دهد.

چکیده در سال های اخیر تلاش به دستیابی به آنتن های با ابعاد کوچک و وزن سبک سبب گردید استفاده از آنتن هایی مسطح دوز به روز گسترش بیشتری یابد. یکی از انواع آنتن های مسطح آنتن میکرو استریپ می باشد که دارای زمین یک دست فلز بدون شکاف و یک تغذیه در طرف دیگر آنتن و یک زیر لایه می باشد. آنتن های مسطح غیر آنتن مسطح به صورت چند لایه نیز ساخته می شوند. در سال های اخیر برای بهینه کردن این آنتن ها شکاف هایی را بر روی زمین آنتن ایجاد کرده اند. هدف از این کار تقسیم کردن پهنای یک آنتن پهن باند به یک آنتن چند بانده می باشد و قرار دادن هر استاندارد در یک باند گذر و جلوگیری از تداخل فرکانسی یکی از مزیت های آنتن های مسطح می باشد که سبب تمایل زیاد به سمت این آنتن ها گردیده است. یکی از شیوه های مرسوم در تقسیم فرکانسی استفاده از شکاف می باشد. طول این شکاف ها به اندازه یک چهارم طول موج در آن فرکانس رزونانسی می باشد. شیوئ دیگر استفاده از استاب می باشد که برای تولید یک ناچ بر روی زمین آنتن می توان یک استاب تعبیه نمود. در این پروژه از همین شیوه برای تقسیم فرکانسی استفاده شده است. در این پروژه استاندارد های فرکانسی wimax , bluetooth, wlanبه وسیله یک آنتن مسطح شکاف دار دو طرفه پوشش داده می شود. ابعاد کوچک و وزن سبک از جمله مزیت های این آنتن می باشد. برای ایجاد یک آنتن پهن باند از یک شکاف بیضوی و شکاف های t و l مانند در سر تا سر شکاف بیضوی استفاده شده و برای تبدیل این آنتن پهن باند به یک آنتن چند بانده از 3 استاب استفاده گردیده است.

امروزه، آنتنهای میکرواستریپ به خاطر خواص فیزیکی و الکترومغناطیسی ویژه مانند فشرده سازی، بکارگیری چند باند فرکانسی، طراحی و ساخت راحت، هزینه ساخت کم و... کاربردهای متنوعی دارند. یکی از این کاربردها در ارتباطات ماهواره ای به عنوان فرستنده و گیرنده است، چه در بخش زمینی (مانند گیرنده های gps) و چه در بخش فضایی، بر روی ماهواره ها. در این تحقیق یک آنتن آرایه صفحه ای دو باندی در باند ku (فرکانس 11.3ghz برای دریافت و 14.5ghz برای ارسال) برای پوشش ماهواره ای ایران از یک ماهواره geo با بهره ای در حدود db34 و زاویه پرتو 4/2 و 4 درجه در صفحه e و h، طراحی و شبیه سازی شده است. برای کاهش هزینه و سهولت ساخت، از زیر لایه fr-4 استفاده شده است. روش تزویج روزنه ای برای تغذیه آنتن، از اثرات نا مطلوب شبکه تغذیه بر المانهای تشعشعی می کاهد. شبکه تغذیه به گونه ای طراحی شده است که در هر دو باند مورد نظر، پاسخهای تقریبا مشابهی ارائه گردد. همچنین بکارگیری ساختار ebg در باندهای فرکانسی مورد نظر، بهره را تا حد قابل قبولی بهبود بخشید. شبیه سازی این آنتن با نرم افزار تمام موج cst microwave studio انجام شده و سپس با استفاده از نرم افزار تمام موج ansoft hfss، صحت نتایج حاصل، بررسی و تایید شدند. ابتدا یک آنتن میکرواستریژ دو باندی طراحی شده و در مراحل بعد آرایه شامل این عنصر طراحی و شبیه سازی شده است. آنتن نهایی یک آرایه 48*24 المانه با پارامترهای خواسته شده است.

در دهه های اخیر ارتباطات بی سیم گسترش فراوانی پیدا کرده اند و در این میان استفاده از آنتن های تشدیدکننده عایقی در انواع و اشکال مختلف رواج پیدا کرده است. آنتن هایی با توان مصرفی کم، چند کاربره، مولتی باند و ابعاد کوچک که قابل استفاده در مخابرات بی سیم می باشند، همچنین این آنتن ها به دلیل داشتن شکل های متفاوت آنتن و روشهای مختلف تغذیه قابلیت های بالایی در صنعت ارتباطات دارند. یکی از رایج ترین شکلهای آنتن های تشدیدکننده عایقی مدل مستطیلی آن است، یکی از دلایل آن تطبیق پذیری بالای این آنتن ها به دلیل داشتن درجه آزادی بالا است. آنتن های تشدیدی عایقی، روش های تغذیه و همچنین روش های مختلف افزایش پهنای باند آنتن های تشدیدی عایقی را مورد مطالعه قرار داده ایم. با توجه به اینکه در سال های اخیر تحقیقات بسیاری در زمینه ساختار های زمین ناقص (dgs )صورت گرفته است. ایده اولیه (dgs) از روی ساختار باند ممنوعه الکترو مغناطیسی (ebg ) گرفته شده است. این ساختارها به طور وسیعی در انواع مختلف قطعات فعال و غیر فعال مایکروویوی ازجمله : فیلتر ها، آنتن ها، تقسیم کننده های توان، تقویت کننده ها و تشدیدکننده ها کاربرد دارند. آنتن تشدیدی عایقی مستطیلی، تغذیه با خط میکرو استریپ را مورد تحلیل قرار داده ایم و برای افزایش پهنای باند این آنتن از ساختار های زمین ناقص بهره گرفتیم. چیدمان سلول های (dgs) در زیرلایه با بررسی جریان های سطحی آنتن مرجع انتخاب شده است. بعد از طراحی ساختار (dgs) مناسب، تأثیر کاربرد زیرلایه(dgs) در الگوی تشعشع، بهره و پهنای باند برایdr) ( با ثابت عایقی مناسب به کمک شبیه سازی در نرم افزار hfss بررسی شده است. شبیه سازی این آنتن با نتایج (dra) بدون (dgs) مقایسه شده که نتیجه مورد قبولی برای افزایش پهنای باند را داشته است. نرم افزار 13hfss_ برای شبیه سازی و تحلیل مورد استفاده قرار می گیرد.

هدف از این تحقیق ارائه ی روشی به منظور شناسایی افراد از روی الگوی صوتی راه رفتن آن ها می باشد، به همین منظور نخست یک روش ساده برای تشخیص ابتدا و انتهای سیگنال ارائه خواهد شد که هدف از آن یافتن گام ابتدایی و انتهایی در سیگنال ضبط شده است که با استفاده از این دونقطه می توان بخش¬هایی از سیگنال که اطلاعات مهمی ندارند را از سیگنال اصلی جدا نمود، این کار سبب کاهش حجم محاسبات و افزایش چشمگیر دقت شناسایی خواهد شد. بیست ضریب نخست مل کپسترال به عنوان ویژگی¬های سیگنال¬ انتخاب شده و پس از تقسیم سیگنال به پنجره¬های مساوی و با همپوشانی معین این ویژگی¬ها در هر پنجره به صورت جداگانه استخراج شده و در یک بردار ویژگی قرار خواهند گرفت و در پایان شناسایی با استفاده از دسته بندی فازی انجام خواهد گرفت. به منظور پیاده سازی عملی، از ده نفر به عنوان شرکت کننده در آزمون نمونه برداری شده که ازجمله شرایط نمونه برداری می توان به نصب میکروفن در میانه¬ی مسیر و انتخاب مسیر تقریباً چهار متری به عنوان مسیر نمونه برداری اشاره نمود. نمونه های به دست آمده به دو دسته¬ی آموزش و آزمون تقسیم شده اند. به منظور ارزیابی و مقایسه¬ی روش پیشنهادی با روش ارائه شده در یکی از پژوهش های قبلی هر دو روش پیاده سازی شده و نتایج به دست آمده مبین کار آیی بیشتر روش پیشنهادی می باشد.

در این پایان نامه به بررسی و طراحی آنتن های میکرواستریپ با قابلیت پیکربندی مجدد در فرکانس و کاربرد آن در سیستم رادیو شناختگر می پردازیم. ابتدا ساختاری از آنتن میکرواستریپ را طراحی نموده که بازه فرکانسی فراپهن باند 1/3-6/10 گیگاهرتز را پوشش دهد. سپس با استفاده از روش های ابتکاری از آنتن پیشنهادی کارایی و عملکرد چندگانه می گیریم. منظور از عملکرد چندگانه از آنتن این است که علاوه بر اینکه آنتن پهنای باند 1/3-6/10 گیگاهرتز را پوشش می دهد با تعبیه سوئیچ ها روی آنتن و تغییر حالت آنها (روشن و خاموش)، از آنتن پیشنهادی بصورت بهینه استفاده کنیم. آنتن های با قابلیت پیکربندی مجدد کاربرد فراوانی برای استفاده ی هوشمند از باندهای فرکانسی در سیستم رادیو شناختگر دارد. برای این منظور در ساختار پیشنهادی علاوه بر پوشش فراپهن باند 1/3-6/10 گیگاهرتز، حذف باند در محدوده فرکانسهای کاربردی استاندارد مانند wimax، c-band، wlan و..... برای جلوگیری از تداخل با دیگر باندهای فرکانسی فراپهن باند ایجاد می کند. همچنین با پوشش باند باریک در محدوده باندهای کاربردی برای مقاصد خاصی از آنتن استفاده می شود. بدین ترتیب سیستم رادیوشناختگر می تواند از طریق اندازه گیری توان طیف فرکانسی باندهای خالی را تشخیص دهد. سپس با توجه به عملکرد آنتن پیشنهادی، می تواند به طور بهینه و هوشمندانه بعنوان کاربر ثانویه از طیف فرکانسی خالی استفاده نماید. در طراحی آنتن به نکاتی مانند ابعاد کوچک، نوآوری در طرح و نوآوری در روش های تغییر پذیری مورد توجه می باشد. برای این منظور طرحهای مختلفی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است که در نهایت دو ساختار معرفی و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته شده است. دو ساختار نهایی ارائه شده در این پایان نامه طراحی، شبیه سازی و ساخته شده و در آزمایشگاه آنتن پژوهشکده فضای مجازی تست شده است. نتایج عملکرد مطلوبی را در مقایسه با آنتن های مشابه با قابلیت پیکربندی مجدد را در سیستم رادیو شناختگر ارائه می دهد.

در این پایان نامه به بررسی، تحلیل و طراحی آنتن تجدیدپذیر با قابلیت حذف باند فرکانسی به منظور حذف تداخل سیستم فراپهن باند با سایر سیستم های مخابراتی موجود در این محدوده مانندwlan، wimax ،itu می پردازیم. با توجه به پهنای باند باریک آنتن های میکرواستریپ همچنین در نظر گرفتن تداخل موجود میان برخی باندهای فرکانسی با سیستم فراپهن باند، دو هدف اصلی این پایان نامه، یکی ارائه روشی برای افزایش پهنای باند امپدانسی و دیگری طراحی آنتن تجدیدپذیر با قابلیت حذف باند فرکانسی به منظور حذف این تداخل های فرکانسی بوده است. در این پایان نامه ابتدا یک آنتن مایکرواستریپ با پچ دایروی مورد مطالعه قرار می گیرد و سپس با ایجاد تغییراتی در صفحه زمین آنتن پهنای باند آنتن بهبود یافته می یابد و در نهایت با قرار دادن سه سوئیچ در ساختار آنتن قابلیت تجدیدپذیری به آنتن اضافه می گردد. این آنتن می تواند باند های فرکانسی ghz 8-3، ghz 12-3، ghz 18-12 را در مدهای مختلف حذف کند. طرح دوم ارائه شده در این پایان نامه با استفاده از یک آنتن مایکرواستریپ مستطیلی ایجاد شده است و سپس با استفاده از ساختارهای زمین ناقص پهنای باند آنتن بهبود یافته است. قابلیت پیکربندی مجدد در این آنتن با ایجاد دو شکاف در روی پچ تشعشعی و استفاده از دو سوییچ روی این شکاف ها حاصل شده است. آنتن فوق قابلیت حذف دو باند فرکانسیwlan ، wimax را به صورت کنترل پذیر دارد. در طرح ارائه شده سوم یک آنتن تجدیدپذیر جدید با قابلیت حذف باندهای فرکانسیitu، wlan ،wimax برای کاربردهای فرا پهن باند معرفی و ارائه می گردد. باند های فرکانسی حذف شده می توانند توسط سه سوئیچی که روی ساختار آنتن قرار داده شده اند کنترل شوند. واژگان: آنتن مایکرواستریپ فراپهن باند، حذف باندهای فرکانسی، آنتن های تجدیدپذیر

در این پایان نامه سه نمونه از آنتن های میکرواستریپ شکافدار برای کاربردهای فرکانس گزینی و حذف باند فرکانسی معرفی می شوند که دارای قابلیت پیکربندی مجدد می باشند. طرح پذیری پاسخ فرکانسی در آنتن های تجدیدپذیر، با کنترل فعال طول موثر الکتریکی آنتن و در نتیجه توانمند نمودن آنتن در کار در باندهای فرکانسی مختلف، به دست می آید. در آنتن های ارائه شده در این پایان نامه، توانایی سوئیچینگ بین حالت های مختلف، با استفاده از پین دیود(های) تعبیه شده در شکاف های موجود در سطح پچ تشعشعی و یا صفحه زیرین آنتن به دست آمده است. با روشن و خاموش کردن این پین دیود ها، شکل شکاف موجود، تغییر می یابد و در نتیجه خواص تشدیدی آنتن دچار تغییر می شود.