تداخل بین سیستم های مخابرات بی سیم باند وسیع و سیستم های مخابرات بی سیم باند باریک که دارای توان ارسال بیشتری می باشند معمولا به صورت یک مشکل مطرح می شود. یکی از این تداخل ها که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است، تداخل محدوده فرکانسی فوق باند وسیع با سیستم های مخابرات بی سیم باند باریک موجود می باشد. از سوی دیگر سیستم های مخابراتی دیگری مانند شبکه های بی سیم محلی (wlan) با رنج فرکانسی 5.15 ghz تا 5.35 ghz و سیستم های hyperlan2 با رنج فرکانسی 5.725 ghz تا 5.825 ghz و چندین سیستم دیگر نیز در محدوده فرکانسی uwb کار می کنند. با توجه به این موضوع استفاده از فیلتر برای سیستم های مخابرات پهن باند ضروری می باشد. در سیستم های مخابرات بی سیم باند وسیع نیاز به فیلتری می باشد که تمام باند عبور را عبور دهد و در فرکانسی که سیگنال مزاحم حضور دارد تضعیف ایجاد کند. بنا بر این نیاز به یک فیلتر میان نگذر می باشد تا در باند عبور بریدگی ایجاد کند. از سوی دیگر استفاده از آنتن فوق باند وسیع که دارای بریدگی در باند گذر باشد به عنوان یک راه حل مناسب برای ایجاد فیلتر میان نگذر می باشد. در این پایان نامه پس از بررسی روش های ایجاد بریدگی در باند عبور آنتن، سه روش جدید پیشنهاد شده است. در روش اول از شکافی که به سادگی در ساختار آنتن ایجاد می شود، برای ایجاد بریدگی در باند گذر استفاده می شود. در روش دوم پیش نهاد شده شکافی ارائه می شود که با اشغال فضای کوچکی از آنتن قابلیت ایجاد بریدگی در فرکانس های پایین باند عبور و ایجاد چندین بریدگی در باند عبور را دارد. در روش سوم پیش نهاد شده بریدگی در باند عبور را می توان به صورت الکتریکی کنترل کرد.

آنتن هایی با تراز گلبرگ کناری (sll) پایین و پهنای باند زیاد کاربردهای فراوانی در بسیاری از سیستم های راداری دارند. از اینرو در این پایان نامه هدف، طراحی، آنالیز و شبیه سازی آرایه خطی مدارچاپی تغذیه سری با تراز گلبرگ کناری زیر -25 db و در عین حال تحقق پهنای باند(bw) و نسبت پرتو جلویی به پشتی (f/b) حداکثری می باشد. پایان نامه مذکور در دو بخش، یکی مربوط به آنتن های پهلو آتش و دیگری مربوط به آنتن های سرآتش ارائه گردیده است. در بخش آنتن های پهلو آتش پنج طرح مختلف با استفاده از پچ های مربعی تغذیه شده از یک گوشه در فرکانس مرکزی 16.26 ghz ، و یک طرح با استفاده از عناصر dra در فرکانس مرکزی 9.3ghz ارائه شده است. همچنین در بخش آرایه های سر آتش چهار طرح مختلف در فرکانس مرکزی 16.26 ghz ارائه گردیده است. آرایه های مذکور پس از شبیه سازی و بهینه سازی در نرم افزار hfss، ساخته و تست گردید. نتایج آرایه پچ های مربعی تغذیه سری معمولی عبارتست از: f/b=23db, bw=3%, sll=-24db . به منظور دستیابی به حداقل sll و نیز افزایش پهنای باند و f/b، در صفحه زمین آرایه فوق، آرایه ای از شیارها قرار داده شد. نتایج حاصل از تست آرایه فوق عبارتند از: f/b=38db, bw=73%, sll=-32.5db . به منظور دستیابی به حداقل sll شیارها بصورت taper شده بکار رفت. همچنین شکل شیارها نیز به دلیل دستیابی به بهترین سطح sll بهینه سازی شد که در نهایت به سطح sll=-35 db دست یافته شد. همچنین در ادامه این پایان نامه دو آرایه سر آتش ( آرایه سر آتش با عناصر شبه یاگی و آرایه سرآتش با عناصر دو قطبی دوگانه) ارائه شده است. شایان ذکر است که در صفحه زمین هر یک از این دو آرایه به منظور بهبود در sll اصلاحاتی صورت گرفت. هر چهار آرایه فوق پس از شبیه سازی و بهینه سازی، ساخته شد. نتایج حاصل از اندازه گیری پارامترهای آرایه های اصلاح شده در حالت کلی عبارتند از: f/b?23db, bw=12%, sll?-32 db .

امروزه به دلیل افزایش حجم اطلاعات در سیستم های مخابرات بی سیم ، لزوم بررسی سیستم های پهن باند افزایش یافته است . از راهکارهای افزایش باند ، ایجاد آنتن هایی با پلاریزاسیون دوگانه برای دو برابر شدن ظرفیت کانال می باشد . در اکثر این آنتن ها دو پلاریزاسیون متعامد بر هم در دو باند متفاوت تشعشع دارند، آنتن ها چند لایه بوده و دارای پیچیدگی ساختار تغذیه می باشند . از این رو در این پایان نامه هدف ، طراحی ، آنالیز و شبیه سازی آنتن پچ پهن باند با پلاریزاسیون دو گانه با ساختار تغذیه موجبر هم صفحه ای تعیین شده است که هر دو پلاریزاسیون در یک باند فرکانسی تشعشع می کنند . این آنتن یک لایه می باشد و صفحات تشعشع کننده ، تغذیه و زمین در یک طرف زیر لایه قرار گرفته اند . از مزایای این آنتن ، قیمت کم ، حجم کم ، وزن کم ، سایز کم ، شکل ساده و قابلیت تطبیق با سطوح خمیده و مدارات مایکروویو است . بعلاوه در این آنتن ها با دریافت ماکزیمم سیگنال ، قابلیت کاهش اثرات مخرب محو شدگی چند مسیره و آشکارسازی در سطوح با شرایط خاص از جمله سطوح مرطوب و یخی فراهم می شود . از جمله پارامترهای کلیدی در هر آنتن با پلاریزاسیون دوگانه ، افزایش ایزولاسیون بین دو پورت ورودی (بهتر از -25db) و افزایش خلوص پلاریزاسیون در هر پورت تغذیه (در حد -10db) می باشد . در این پایان نامه ، ابتدا طراحی دو آنتن پچ با تغذیه موجبر هم صفحه ای با پلاریزاسیون یگانه ، البته با هدف ترکیب این دو ساختار و ایجاد آنتن با پلاریزاسیون دوگانه انجام شده و سپس آنتن پچ پهن باند با تغذیه موجبر هم صفحه ای با پلاریزاسیون دوگانه طراحی شده و توسط نرم افزار ansoft hfss شبیه سازی گشته و پس از ساخت تست گردیده است . به منظور بهبود ایزولاسیون و خلوص پلایزاسیون بر روی طول ساختار موجبر هم صفحه ای و صفحات زمین ، و برای بهبود تلفات بازگشتی هر پورت بر روی المان های تشعشع کننده بهینه سازی صورت گرفته است . درحالت کلی برای آنتن پیشنهادی،در پهنای باند 5.18~6.2 ghz مقدار s11<-10db بوده و در پهنای باند 3.7~7 ghz مقدار s22<-10db می باشد . مقدار ایزولاسیون بین پورت ها برای پهنای باند 5.1~6.4 ghz بهتر از -25db و برای پهنای باند 5.56~6.05 ghzبهتر از --30db است . با تحریک پورت 1 پلاریزاسیون افقی ایجاد شده که در آن خلوص پلاریزاسیون در صفحه ی e و صفحه ی h بهتر از -17db می باشد . با تحریک پورت 2 پلاریزاسیون عمودی ایجاد شده که در آن خلوص پلاریزاسیون در صفحه ی e و صفحه ی h بهتراز-10db می باشد . نتایج حاصل از اندازه گیری در حالت کلی عبارتند از : bw=18% ، s12=-30db و x-pol=-17db واژه های کلیدی : موجبر هم صفحه ای ، ایزولاسیون ، خلوص پلاریزاسیون

آنتن های پهن باند با پلاریزاسیون دوگانه دارای کاربردهای فراوانی در مخابرات بی سیم و سیستم های راداری هستند. لذا در این پایان نامه هدف طراحی، آنالیز و شبیه سازی آنتن شکاف مدار چاپی پهن باند با پلاریزاسیون دوگانه برای کاربرد در سیستم های wlan است. . این پایان نامه در دو بخش ارائه شده است. در بخش اول آنتن شکاف پاپیونی پهن باند تغذیه شده با خط کاربرد در سیستم های wlan معرفی شده است. این آنتن ساختار ساده ای دارد و دارای پهنای باند فرکانسی 28% برای دهانه اول و 27% برای دهانه دوم است که باند فرکانسی 5-6 ghz را برای کاربردهای wlan پوشش می دهد. است. در ضمن ایزولاسیون بین دو دهانه در باند فرکانس کاری بیشتر از 30db و سطح پلاریزاسیون متقاطع برای هر دو دهانه کمتر از -15db است. در قسمت دوم تحقیق، آنتن شکاف مدار چاپی شبه پاپیونی دو بانده با پلاریزاسیون دوگانه تغذیه شده با خط cpw-to-cpw معرفی شده است.این آنتن هر دو باند فرکانسی2.4ghz (2.4-2.484 ghz) و 5.2 ghz (5.15-5.85 ghz) را برای هر دو استاندارد ieee-802.11b و ieee-802.11a پشتیبانی می کند . با تحریک مدهای زوج و فرد ساختار cpw دو پلاریزاسیون متعامد در ساختار آنتن تحریک می شود و لذا آنتن دو بانده و با پلاریزاسیون دو گانه که ایزولاسیون بین دهانه های آن کمتر از -29db است به دست می آید. پهنای باند امپدانسی آنتن برای پلاریزاسیون عمودی حدود 1110 mhz(19.5%) برای باند فرکانسی 2.4 ghz و 2430 mhz(21%) برای باند فرکانسی 5.2ghz است.پهنای باند امپدانسی آنتن برای پلاریزاسیون افقی حدود210 mhz(4.5%) برای باند فرکانسی 2.4 ghz و 1850 mhz(15%) برای باند فرکانسی 5.2 ghz است.ایزولاسیون بین دو دهانه در باند فرکانسی (5.15-5.85 ghz) 5.2ghz کمتر از -29db و در باند فرکانسی (2.4-2.484 ghz) 2.4ghz کمتر از -24db است. الگوی تشعشعی آنتن هم اندازه گیری شد و سطح پلاریزاسیون متقاطع برای دهانه اول کمتر -15db و برای دهانه دوم کمتراز -10db است.

روند روز افزون گسترش شبکه های بی سیم و در صدر توجه قرار داشتن مکالمات صوتی در این شبکه ها، موجب شده است تا تأمین رضایت کاربران از سرویس مکالمه صوتی از اهمیت بالایی برخوردار شود. کیفیت در این حوزه به دو روش کلی فردی و عینی ارزیابی می گردد. در روش های مبتنی بر ارزیابی فردی، در یک محیط آزمایشگاهی، از کاربران راجع به کیفیت سیستم مورد آزمایش سوأل شده و متوسط نظر آنها به عنوان نظر کاربر نهایی در نظر گرفته می شود. در روش های ارزیابی عینی، تخریبی که بر اثر عبور سیگنال صحبت از کانال مورد آزمایش ایجاد شده است، محاسبه شده و به عنوان تخمینی از روش فردی مورد استفاده قرار می گیرد. روش های متداول برای ارزیابی میزان رضایت کاربر یا آزمایشگاهی، غیر وابسته به شرایط محیطی و پر هزینه بوده (روش های ارزیابی فردی) و یا اینکه تنها تخمینی از میزان کیفیت مکالمه صوتی را ارائه می دهند (روش های ارزیابی عینی). علاوه بر این، مشخصات فردی کاربر مثل سلایق، شرایط روحی کاربر و همچنین شرایط محیطی و زمانی مکالمه (که در میزان رضایت و دریافت کاربر از کیفیت مکالمه صوتی تأثیرگذار می باشند) در روش های گذشته مورد توجه قرار نگرفته اند. در این تحقیق دریافت کاربر از کیفیت ارتباط صوتی مد نظر قرار داده شده و با بررسی رفتار صوتی و عکس العمل های کاربر، میزان رضایت کاربر نهایی نسبت به کیفیت مکالمه، ارزیابی شده است. رفتارهایی که در مدل ارائه شده بررسی می گردند، شامل بار درکی، هیجان و رفتار کاربر می باشند که از روی صحبت های وی استنباط می شوند. در حین مکالمه، این رفتارها به عنوان عکس العمل کاربر نسبت به کیفیت مکالمه ارزیابی شده و بر اساس آن میزان کیفیت مکالمه در مدل نهایی بدست می آید. نتایج مقایسه روش پیشنهادی و استاندارد ارزیابی عینی یکطرفه در مقایسه با نظر کاربر، نشان می دهد که روش پیشنهادی در حدود 70 تا 80 درصد موارد نتایجی بهتر یا بسیار نزدیک به خروجی روش p.563 داشته اند.

مخابرات بیسیم پهن باند و چند باند در نیم قرن اخیر در همه جا فراگیر شده است، به طوری‏که این تکنولوژی در زندگی روزمره جایگاه خاصی پیدا کرده است. اگر دو یا سه باند فرکانسی خوب مورد نیاز باشد، آنتن‏ با چند باند که دارای دو یا تعداد بیشتری فرکانس تشدید می‏باشد، راه حل مناسبی خواهد بود. آنتن‏های با قطبی شدگی دوگانه دارای دو قطبی شدگی عمود بر هم هستند که هریک به پورت خود مربوط است و بنابراین دو مولفه عمود بر هم موج ورودی، به طور جداگانه دریافت می‏شوند. این خاصیت می‏تواند برای بهبود نرخ دیتا در حالتی که چند مسیرگی وجود دارد یا برای محیط‏های دید مستقیم با احتمال از دست رفتن سیگنال بکارگرفته شود. راندمان قطبی شدگی یک سیستم مخابراتی، تابع هم ترازی آنتن گیرنده نسبت به موج تابشی است. یک آنتن شکافی حلقوی، پهنای باند تقریبی % 10 ایجاد می‏کند. آنتن شکافی حلقوی ساده، برای کاربرد باند دوگانه مناسب نمی‏باشد. در آنتن‏های شکافی برای دست یافتن به عملکرد پهن باند، دو باند و چند باند از روش‏های گوناگونی استفاده می‏شود. به منظور ایجاد آنتن دو باند، شکل سینوس بر روی شکاف حلقوی دایره‏ای اعمال می‏شود، در نتیجه، آنتن دو باند با قابلیت جابجایی فرکانسی ایجاد می‏شود. این آنتن دارای باند عبور در فرکانس‏های ghz 5/3 و ghz 2/5 است که کاربرد فرکانس اول برای wimax و فرکانس دوم برای wlan می‏باشد. برای طراحی آنتن سه باند، شکل سینوس بر روی شکاف حلقوی بیضوی اعمال می‏شود. باندهای عبور بدست آمده درفرکانس‏های ghz 2، ghz 5/3 و ghz 8/5 می‏باشد. این فرکانس‏ها به ترتیب برای کاربردهای wcdma، wimax و wlan می‏باشد. برای ایجاد یک آنتن پهن باند، که محدوده ghz 1/3 تا ghz 8/4 را پوشش می‏دهد (باند پایین سیستم فوق باند وسیع)، می‏باید در نقطه خاصی از آنتن شکافی حلقوی بیضوی سینوسی، یک پین اتصال کوتاه قرار داده ‎شود. برای طراحی آنتن دو باند، با قطبی شدگی دوگانه، شکل سینوسی بر روی شکاف حلقوی بیضوی اعمال می‏شود. برای تحریک این ساختار، از دو خط تغذیه عمود بر هم استفاده می‏شود. این آنتن دارای دو باند عبور در فرکانس‏های ghz 9/1 و ghz 8/3 است. آنتن فوق در دو باند عبور خود دارای قطبی شدگی دایره‏ای چپگرد و راستگرد می‏باشد. برای ایجاد آنتن با قطبی شدگی دوگانه، می‏توان ساختار شکاف بیضوی سینوسی اتصال کوتاه شده را از طریق دو خط تغذیه عمود برهم تحریک نمود، در نتیجه دو باند عبور در فرکانس‏های ghz 4 و ghz 5/4 بدست می‏آید. این آنتن در باند عبور خود، دارای قطبی شدگی دایره‏ای چپگرد و راستگرد می‏باشد.

در سالهای اخیرآنتن های با قابلیت باز پیکربندی بسیار مورد توجه قرار گرفته است . انواع مختلفی از ساختارهای با قابلیت بازپیکربندی ارائه شده است که عمده ترین آنها عبارتند از ساختارهای باقابلیت باز پیکربندی پترن،قطبی شدگی و فرکانس.هر کدام از این ساختارها ویژگیها ،مزایا و کاربردهای مربوط به خود را دارند . از سوی دیگر امروزه ساختارهای با قطبی شدگی دایروی ، بدلیل انعطاف بسیار زیاد در تنظیم زاویه بین آنتن فرستنده و گیرنده ، قابلیت انتقال بهتر ، سازگاری با شرایط جوی و کاهش انعکاسات چند مسیره در کاربردهای مختلفی از جمله ارتباطات ماهواره ای و موبایل بی سیم بسیار مورد استفاده قرار می گیرند . عمده ترین محدودیت در ساختارهای با قطبی شدگی دایروی ، پهنای باند امپدانسی و پهنای باند نسبت محوری کمتر از 3db است . ضمن اینکه اکثر ساختار های با قابلیت باز پیکربندی ارائه شده دارای پهنای باند بسیار کمی هستند . بنابراین بسیار علاقمندیم تا ساختاری با قطبی شدگی دایروی و خصوصیات تشعشعی مناسب داشته باشیم که قابلیت بازپیکربندی قطبی شدگی را نیز داشته باشد . در این پایان نامه با بررسی تکنیکهای مختلف ارائه شده برای ساختار های با قطبی شدگی دایروی پهن باند و همچنین مروری بر انواع ساختارهای با قابلیت باز پیکر بندی قطبی شدگی و در نظر گرفتن نقاط ضعف و قوت ساختار های ارائه شده قبلی، آنتن میکرواستریپ پهن باندی از طریق تغذیه پروب l شکل طراحی شده است که قابلیت سوئیچ بین حالتهای قطبی شدگی چپگرد و قطبی شدگی راستگرد را دارد. و پهنای باند امپدانسی (vswr < 2) و نسبت محوری کمتر از 3db آن از ساختار های مشابه بیشتر است . در پایان نمونه آرایه دو عنصری این آنتن ، طراحی و ساخته شده است . با آرایه کردن به روش ترتیبی ، بهره ساختار و کیفیت ar بهبود داده شده تا برای کاربردهای ارتباطات ماهواره ای مناسب تر باشد . شکل پچ امکان آرایه کردن ساختار در فضای کوچکتر را فراهم می کند.برای طراحی و شبیه سازی آنتن ها از نرم افزار حوزه فرکانسی hfss استفاده کرده ایم و آزمایشهای اندازه گیری آنتن آرایه ای در آزمایشگاه آنتن مرکز تحقیقات مخابرات انجام شده است که در نهایت به تطبیق خوب میان نتایج دست یافته ایم.پهنای باند امپدانسی اندازه گیری شده (vswr < 2) برای ساختار آرایه از 4/1 تا 75/2 گیگا هرتز (67%) و پهنای باند نسبت محوری کمتر از 3db از فرکانس 6/1 تا 4/2 گیگا هرتز (40%) است .مقادیر ذکر شده، ناحیه فرکانسی مشترک برای هر دو نوع قطبی شدگی چپگرد و راستگرد می باشد.

آنتن آرایه دیپل متناوب لگاریتمی یکی از انواع آنتن های مستقل از فرکانس می باشد. وجود پهنای باند زیاد با گین بالا، مقاومت ورودی ثابت در پهنای باند وسیع، بیم باریک، سادگی آنتن، قیمت ارزان و سبکی موجب استفاده از این آنتن در کاربردهای زیادی از قبیل : 1- تغذیه آنتن رفلکتور و لنز 2- آشکار سازی سیگنال (به خاطر دایرکتویته بالا و پلاریزاسیون متقاطع پایین در طول باند فرکانسی)، شده است.در این نوع آنتن ها سایز آنتن با پهنای باند آنتن نسبت مستقیم دارد و با افزایش پهنای باند، سایز آنتن بزرگ شده و باعث محدودیت کاربرد نظیر:1- محدودیت در بکارگیری به عنوان تغذیه رفلکتور به دلیل اثر مخرب بر پترن تشعشعی آنتن رفلکتور 2- محدودیت نصب بر روی هواپیما به جهت ایجاد اختلال بر آیرودینامیک هواپیما.(به طور مثال, آنتنی که برای «جهت یابی» و «مکان یابی» بر روی هواپیمای بدون سرنشین نصب می شود). مقالات زیادی در رابطه با کوچک سازی آنتن lpda به چاپ رسیده است. اما درتمام این مقالات با اینکه سایز کوچک شده است ولی پهنای باند بالا نیست. در این پایان نامه ابتدا روند تکاملی این مبحث مورد بررسی قرار گرفته و آنالیز این نوع آنتن ارائه می شود و سپس در ادامه آنتن lpda با سایز کوچک و پهنای باند بالا توسط نرم افزار cst طراحی و شبیه سازی می گردد.در پایان نیز نتایج تست آزمایشگاهی یک نمونه از این آنتن ساخته شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. ابتدا یک آنتن lpda ساده طراحی شده, سپس با استفاده از ایده فرکتال وبا شکستن بازوهای دیپل می توان پهنای باند ghz 4/20- 4 را با آنتنی با سایز mm286/60*86/77 بدست آورد. که کاهش حدود2/33درصدی طول آنتن نسبت به آنتن lpda معمولی ساخته شده در این باند فرکانسی را داریم.

آنتن آرایه انتقالی به عنوان جایگزین آنتن لنز دی الکتریک شناخته می شود. در این رساله با بررسی انواع مختلف آرایه های انتقالی و مشخص نمودن محدودیت، مزیت و روش عملکرد آنها، دو ساختار جدید بر اساس عنصر شکاف برای غلبه بر برخی از محدودیت های آنتن آرایه انتقالی و یک ساختار جدید با استفاده از عنصر شکاف جهت غلبه بر محدودیت های سطح فرکانس گزین ارائه شده است. واضح است که شبیه سازی تمام موج چنین آرایه های چند لایه با ساختار پیچیده در هر لایه، به ده ها ساعت زمان نیاز دارد. در این رساله یک روش ترکیبی بر اساس تکنیک تغییر مقیاس و روش المان محدود پیشنهاد شده است. این روش جدید دارای سرعت و دقت بسیار بالا است. سه ساختار پیشنهادی در این رساله با این روش تحلیل شده اند و نتایج حاصل شده با نتایج تمام موج تطابق خوبی دارند.