آشکارسازی گازهای شیمیایی با استفاده از رادارهایی با طول موج میلیمتری

چکیده در این پروژه، به تحلیل و بررسی قابلیت آشکارسازی گازهای شیمیایی توسط رادارهایی با طول موج میلیمتری و تکنیک های مربوط آن، جهت کنترل محیط و خطوط انتقال گاز، پرداخته ایم. همچنین، با بررسی ساختار یک رادیومتر از جهات مختلف مانند آنتن گیرنده، قطعات الکترونیکی و مایکروویویِ جمع کنند? اطلاعات و تکنیک های پردازش سیگنال، دریافتیم که، به منظور بهبود حساسیت یک رادیومتر نیاز به طراحی یک تقویت کنند? کم نویز پهن باند می باشد. با قرار گرفتن این تقویت کننده در اولین طبق? بخش فرانت-اِند، جلوی میکسر و بعد از آنتن، مقدار عدد نویز معادل این بخش کاهش می یابد و در نتیجه حساسیت رادیومتر در تشخیص حداقل سیگنال قابل شناسایی افزایش خواهد یافت. از این رو و به منظور طراحی و شبیه سازی تقویت کنند? کم نویز پهن باند، با بیان روند استخراج پارامترهای مدل غیرخطی eehemt، به ارائ? مدلی از ترانزیستور ایندیوم فسفات هِمت با طول گیت µm 07/0 در محیط نرم افزار ads پرداختیم. با تحلیل و بررسی معادلات پیچیده و دقیقِ تعریف شده، مقادیر اولیه پارامترها را بر اساس مشخصه های dc و ac اندازه گیری شده برای چند نمونه از ترانزیستورهای ایندیوم فسفات هِمت، بدست آوردیم؛ سپس این مقادیر را با هدف دست یابی به پارامترهای s و نویز مورد نظر، جهت کار در باند فرکانسی g، تنظیم و بهینه سازی نمودیم. از آنجایی که مقادیر بدست آمده برای حداقل فاکتور نویز (fmin)، مقاومت معادل نویز (rn) و ضریب بازتاب بهین? نویز (?opt)، در نامساویِ پوس پیزالسکی صدق می کنند، نتایج حاصل، در اندازه گیری های عملی نیز قابل دسترسی خواهند بود. صحت و دقت پارامترها و مشخصه های مدل استخراجی در مقایس? با نتایج اندازه گیری و تئوری قابل تأیید است و از آن می توان در طراحی و شبیه سازی تقویت کننده های کم نویز و دیگر قطعات الکترونیکی بخش فرانت-اِند استفاده نمود. در نهایت، با استفاده از مدل استخراجی و به منظور بهبود حساسیت .و دقت بخش فرانت-اِند رادیومتر، یک تقویت کنند? کم نویز جهت کار در باز? ghz 210-120 طراحی و شبیه سازی نمودیم. نتایج شبیه سازی، نشان دهند? مقدار گین بالاتر از db 23 با حداکثر مقدار db 27 در باز? 245-110 ghz و مقدار عدد نویزی کمتر از db 5/1، با حداقل مقدار db 42/1 در باز? ghz 230-130، می باشد؛ از این رو در مقایسه با نتایج شبیه سازی مشابه، به انداز? db 7-5 در گین و db 1 در عدد نویز در باز? فرکانسی بالاتر، بهبود حاصل شده است. طراحی شبکه های تطبیق نیز بگونه ای صورت گرفته که علاوه بر پایداری غیرشرطی، تقویت کننده دارای تلفات توان بازگشتی ورودی و خروجی بیشتر از db10 در باز? فرکانسی ghz 220-115، می باشد. صحت عملکرد تقویت کنند? طراحی شده در مقایسه با نتایج شبیه سازی و اندازه گیری، که تا کنون با استفاده از تکنولوژی ترانزیستورهای ایندیوم فسفات هِمت انجام شده است، مورد تأیید قرار می گیرد.