با توجه به رشد روز افزون صنعت مخابرات بی سیم و ماهواره ای، آنتن های جدید برای پوشش باند فرکانسی اختصاص داده شده به uwb (3.1-10.6) ارائه شده اند. همچنین آنتن هایی برای تحت پوشش قرار دادن چندین باند مختلف از جمله bluetooth، wlanو wimax نیز طراحی شده اند. علاوه بر این ها، آنتن های زیادی هم برای ایجاد ناچ و جلوگیری از تداخل باندهای فرکانسی گفته شده و uwb معرفی شده اندودر میان آنتن های ارائه شده تا کنون، آنتن های cpw به دلیل داشتن ویژگی های جذابی مثل وزن کم، اندازه کوچک، هزینه ساخت پایین ، پهنای باند وسیع و مشخصات تشعشعی مناسب و پایدار بسیار مورد توجه واقع شده اند. با توجه به اینکه مشکل اصلی آنتن های چاپی پهنای باند نازک آنها می باشد، تکنیکهای مختلفی هم برای افزایش پهنای باند مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پروپوزال ساختار جدیدی از یک آنتن cpw با اندازه بسیار کوچک و وزن کم ارائه شده است که نه تنها باند فرکانسی uwb را کاملا تحت پوشش قرار می دهد، پترن تشعشعی پایدار و مناسبی را نیز به نمایش می گذارد.

در این پایان نامه، دو طراحی جدید از آنتن میکرواستریپ تک قطبی شکل با تغذیه خط ریز نوار با ساختار متقارن، ارائه شده و نتایج تست در حالت شبیه سازی شده و عملی آورده شده است. در آنتن اولی ناحیه فرکانسی تعریف شده برای سیستم موبایل، wlan ، wimax و c کاملاً پوشش داده شده و در آنتن دوم ناحیه ی wlan به طور کامل پوشش داده شده است. در این ساختارهای جدید از زیر لایه fr4 با ثابت دی الکتریک=4.4 r? استفاده شده است. در مقایسه با آنتن های ارائه شده اخیر ابعاد آنتن های جدید در حدود 35% کاهش داشته است. نتایج شبیه سازی آنتن ها با استفاده از نرم افزار hfss انجام گرفته که این نتایج با نتایج اندازه گیری شده که از آنتن های اصلی در آزمایشگاه آنتن مرکز تحقیقات مخابرات ایران صورت گرفته مقایسه شده است. پارامترهای آنتن از قبیل تلفات برگشتی و پترن تشعشعی آنتـن هم با نرم افزار hfss و هم از طریق اندازه گیری با دستگاه network analyser در آزمایشگاه آنتن در پایان آورده شده است که تمامی این نتایج تطابق خوبی با یافته های آزمایشگاهی دارند. همچنین در این پایان نامه یک الگوریتم جدید جهت استفاده در بهینه سازی مسائل الکترومغناطیسی از جمله آنتن ها ارائه شده است، در انتها آنتن های ارائه شده را با روش عددی fdtd تحلیل کرده و با نتایج به دست آمده از نرم افزار hfss مقایسه شده است.

شبکه های منطقه ای بی سیم شخصی یکی از کاربردهای محبوب تکنولوژی مخابرات بی سیم است. تکنولوژی فراپهن باند (uwb) برای فراهم کردن نیازهای شبکه wpan گسترش داده شده است. در میان آنتن های چاپی میکرو استریپی، آنتن های شکافدار دارای مزایایی همچون ابعاد کوچک، ساخت ساده و هزینه اندک می باشند و همچنین قابلیت آسان مجتمع شدن را دارند. البته طراحی آنتن های شکافدار جهت کاربردهای فراپهن باند چالش هایی نیز به همراه دارد. به عنوان مثال تداخل باند های فرکانسی شبکه ی محلی بی سیم و شبکه وایمکس با باند uwb. بنابراین طراحی آنتنی که با ایجاد عملکرد فیلترینگی، از تداخل سیگنال ها جلوگیری کند حایز اهمیت است. در این پایان نامه سه عدد آنتن شکافدار جدید معرفی می شود که در طراحی آنها از تکنیک های چرخش پچ مربعی، ایجاد شکاف مستطیلی ونیم دایره ای بر روی صفحه ی زمین، ایجاد شکاف های مثلثی شکل در کناره های پچ، جهت بهبود تطبیق امپدانسی و بهبود پهنای باند آنتن و نیز از روش های اتصال پچ h شکل و استاب های l شکل وارونه به خط تغذیه و تغییر شکل شکاف تشعشعی آنتن و همچنین قرار دادن المان های پارازیتی در پشت آنتن، جهت افزایش تطبیق امپدانسی و در نتیجه افزایش پهنای باند آنتن استفاده شده است. همچنین از تکنیک ایجاد شکاف v شکل بر روی پچ برای ایجاد عملکرد فیلترینگی استفاده شد. آنتن های معرفی شده در این پایان نامه بسیار کوچک و پهن باند می باشند به طوری که دارای کوچکترین اندازه و بزرگترین پهنای باند در میان کلیه ی آنتن های شکافدار طراحی شده ی قبلی در مجلات معتبر می باشند.

بعنوان یک منبع و مرجع محاسباتی در الکترومغناطیس عددی مدلی کلی بصورت سه بعدی (3d) برای مطالعات رزونانس شومان (schumann resonance) ، سنجش از راه دور برای میادین و مخازن نفتی ، سنجش از راه دور برای بررسی اغتششات یونسفر و فرضیه زلزله الکترومغناطیسی پیشرو و ... توسعه و بکار برده میشود. همه مدلهای تفاضل محدود حوزه زمان بکار برده شده تا به امروز از یک منحنی رسانایی الکتریکی برای نمایش یونسفر بهره میگیرند. تا حد بسیار زیادی یونسفر بصورت یک محیط همه سو یکسان (isotropic) که میدانهای وابسته به جاذبه زمین (geomagnetic field) ان قابل اغماض و چشم پوشی است ، رفتار می کند. این اثر به اندازه کافی در انتشار امواج الکترومغناطیسی در ارتفاعات کمتر از 100 کیلومتر ودر فرکانسهای کمتر از 1 کیلو هرتز دیده میشود و اشکار است. بهر حال با در نظر نگرفتن میدان ژئومغناطیسی غیر همه سو یکسان (anisotrpic) این مدلهای fdtd قادر به مدل کردن بسیاری از اثرات ژئومغناطیسی همچون چرخش فارادی ( تغییر پلاریزاسیون ) در یونسفر ،در نظر گرفتن امواج سوت کش (whistler wave) ، اذرخش و ... نخواهد بود

باپیشرفتفنآوریواستفادهازوسایل ارتباطیبی-سیممانندموبایل،پیجرو ... لزوم بکارگیریادواتباپهنای باندگستردهدرکارهایمخابراتیاحساسمی شود. پهنایباندگستردهعلاوهبراینکهنیازبهدستگاه هایی داردکهدر فرستندهوگیرنده به پردازش اطلاعات بپردازدنیازبهآنتنهاییباپهنایباندبالانیزداردکهبتوانداطلاعاترابدون تغییرارسالودریافتکند.یک دستهاز آنتنهایباپهنایباندبالاآنتن های متناوبلگاریتمیهستند. آنتن های متناوبحلقوی از اینلحاظدارایاهمیتهستندکهاندازهاینآنتن-هانسبتبه آنتن هایقبلیدریکفرکانسمشترک کوچکتراست]3[. اینکوچکتربودنبهخصوصدرفرکانس هایپایینکه طولموجبهشدتبزرگ است،بسیارپراهمیتمی باشد. همچنینبااضافهکردنصفحهزمیندراینآنتن هامی توانبهرهمناسب-ترینسبتبهانواعمشابهپیداکرد. علاوه برکاهش ابعاد توسط آنتن-های حلقوی، استفاده از فرکتال نیز می تواند نقش موثری در مینیاتوری کردن ابعاد آنتن داشته باشد. حال با ترکیب این دو روش اندازه آنتن کوچکتر و کاربرد آن بهتر خواهد بود.افزایش امپدانس ورودی، مینیاتوری شدن آنتن، افزایش پهنای باند، کاهش کوپلینگ متقابل و.... از دیگر ویژگی های آنتن های فرکتالی می باشد، که می تواند باعث بهبود ویژگی های آنتن ها گردد.داشتن معایبی مانند پیچیدگی و بدتر شدن مشخصات بعد از چند مرحله از مشکلات این نوع ترکیب ها می باشد. در این پایان نامه آنتن های متناوب حلقوی با آنتن های فرکتالی ترکیب شده اند که کاهش اندازه آنتن، افزایش پهنای باند و افزایش بهره آنتن از نتایج این ترکیب می باشد. طبق نتایج بدست آمده با افزایش سطح حلقه ها میزان بهره زیاد می شود به این دلیل با افزایش مرتبه فرکتال با وجود ثابت بودن زیرلایه بهره افزایش می یابد. علاوه بر این بدلیل حجم کوچک آنتن می توان از آن در رادارها با هدف کاهش rcsاستفاده نمود.

امروزه بسیاری از کاربدهای روزمره از جمله موبایل ، بیسیم و وسایل ارتباطی از کاربدهای بیسیم بهره میبرند که آنتن در مرکز اهمیت میباسد.آنتن پیشنهاد شده در این پایان نامه از نوع آنتن های دوبانده بوده که بصورت چاپی میباشد. باندهای قابل پوشش برای این آنتن پیشنهادی باندهای مربوط به کاربردهای بیسیم و بطور مشخص باند 2.4 گیگاهرتز وباند 5.5 گیگاهرتز میباشد. تکنیک بکار رفته در این پروژه استفده از تطبیق امپدانسی یمپک تک قطبی در حالیست که دیگری امپدانس بینهایت از خود نشان میدهد.

رشد سریع و روز افزون صنایع مخابراتی به همراه نیاز سیستم ها به آنتن های فراپهن باند، حوزه جدیدی از تحقیق و پژوهش را برروی پژوهشگران گشود. آنتن های طراحی شده برای مخابرات باند وسیع باید دارای سایز کوچک، پترن همه جهته، توان مصرفی کم و تاخیر گروهی ناچیز باشند. در این پایان نامه دو آنتن میکرواستریپی پهن باند طراحی و مورد تست های میدانی لازم قرار گرفتند. زیرلایه هر دو آنتن از جنس fr4 بوده و ابعاد آنتن اول برابر 14×16×1 mm3 و ابعاد آنتن دوم 26×26×1/6 mm3 انتخاب شدند. در آنتن اول از سه شکاف پله ای با طول های مختلف در پچ آنتن، به همراه دو شکاف بیضوی در زمین آنتن جهت افزایش پهنای باند بهره گرفته شده است. آنتن دارای پایداری پترن بسیار خوبی است. پترن آنتن در صفحه h همه جهته است و توانایی کار تا فرکانس 18 گیگاهرتز را دارد. شکل و ظاهر آنتن نسبتا ساده بوده و تولید آن جهت کاربرد در سسیتم های فراپهن باند از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است. در آنتن دوم که شکافدار از نوع تغذیه cpw است، جهت کاهش مولفه پلاریزاسیون متقاطع آنتن، شکل پچ و شکاف مشابه در نظر گرفته شده اند. جهت افزایش پهنای باند آنتن، از سیستم تغذیه سه شاخکی استفاده شده است. در این آنتن از دو عدد دیود فرکانس بالا جهت سوییچ کردن آنتن و تغییر ابعاد شکاف بهره گرفته شده است. طراحی شکاف بر اساس ربع طول موج بوده و سعی شده که فاصله شکاف در دورترین فاصله نسبت به خط تغذیه تعبیه شود.

در این پایان نامه آنتن تک قطبی و آرایه جدیدی از نوع آنتن های ترکیبی با درجه آزادی بالا برای rfid طراحی و پیشنهاد شده است. بنابراین پیرامون یک آنتن باند وسیع که به وسیله خط تغذیه مایکرواستریپ تغذیه می شود و پهنای باند uwb را پوشش می دهد بحث شده است. آنتن مورد نظر متشکل از یک حلقه دایروی بزرگ می باشد که چهار حلقه کوچک درون آن قرارگرفته است. ابعاد آنتن تک قطبی برابر 8/0×15×18میلی متر مکعب است که در مقایسه با سایر آنتن های مشابه بسیار کوچکتر می باشد. نتایج شبیه سازی این آنتن با نتایج تست آن هم خوانی خوبی داشتند که در متن پایان نامه نتایج حاصل از شبیه سازی و تست آنتن مورد نظر قابل مشاهده است. سپس یک نوع جدیدی از آنتن برای rfid بررسی شده است که فرکانس 8/5 گیگاهرتز را پوشش می دهد که دارای خط تغذیه متفاوتی برای المانها می باشد. فاصله المانهای آنتن پیشنهادی برابر 38/0طول موج است.آنتن های مذکور برروی زیر لایه fr4 ساخته شده است.

پلاریزاسیون دایروی به دلیل ویژگی های خاص در کاربردهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است. در گیرنده هایی که با آنتن های پلاریزاسیون خطی کار می کنند و جهت قرار گرفتن آنتن ها به دلایل مختلف مثل حرکت و ارتعاش تغییر می کند، این مسئله اهمیت دارد. نمونه بارز این امر گیرنده های وسایل متحرک مانند کشتی ها و هواپیماها می باشد. استفاده از پلاریزاسیون دایروی امروزه به عنوان یکی از راه های بهره برداری مجدد از منابع فرکانسی بسیار مورد توجه پژوهشگران و طراحان آنتن قرار گرفته است. علت این امر در آنست که rhcp و lhcp متعامد و از هم ایزوله هستند، به عبارتی آنتن با پلاریزاسیون دایروی راستگرد هیچ دریافتی از امواج پلاریزاسیون دایروی چپگرد ندارد. در انتشار سیگنال های مخابراتی همواره اثر محوشدگی چندمسیره وجود دارد که با بکارگیری پلاریزاسیون دایروی این امر در انتشار سیگنال ها مرتفع می شود، مضافاً اینکه در کاربردهای ماهواره ای بعلت اثر چرخش فاراده ناچار به استفاده از این گونه پلاریزاسیون می باشیم. در این پایان نامه سه آنتن آرایه ای پهن باند با پلاریزاسیون دایروی کم هزینه مورد استفاده در باند c شبیه سازی و اندازه گیری شده است.

در این پایان نامه سعی شده است یک آنتن با قابلیت پلاریزاسیون دایروی طراحی شود که در دو باند پایین و بالای wlan قابلیت استفاده را داشته باشد. همچنین سعی شده است که پهنای باند امپدانسی آنتن وسیع انتخاب شود بطوری که آنتن توانایی کار در سیستم های uwb را دارا باشد.زیر لایه آنتن از جنس fr4 با ثابت گذردهی 4/2 و تانژانت تلفات 2/0 انتخاب شده است و ابعاد آنتن نیز بهینه گردیده است. نتایج تست نشان می دهد که آنتن در باند اول خود 29 درصد ودر باند دوم خود 25 درصد پهنای باند دارد.

پلاریزاسیون دایروی به دلیل ویژگی های خاص در سیستم های مخابراتی پیشرفته مورد توجه قرار گرفته است و به طور گسترده ایی در کاربردهای نظامی و تجاری مختلفی چون سیستم های راداری و ماهواره ایی مورد استفاده قرار می گیرد. در انتشار سیگنال های مخابراتی همواره اثر محو شدگی چندمسیره وجود دارد که با بکارگیری پلاریزاسیون دایروی این امر در انتشار سیگنال ها مرتفع می شود، مضافاً اینکه در کاربردهای ماهواره ای بعلت اثر چرخش فاراده ناچار به استفاده از این گونه پلاریزاسیون می باشیم. این تکنیک به طور موثری نیاز به هم سویی فرستنده و گیرنده از از بین می برد. در سال های اخیر به منظور دست یابی به پلاریزاسیون دایروی پهن باند با ابعاد کوچک آنتن، آنتن های میکرواستریپ مختلفی طراحی شده اند. در این بین آنتن شکاف دار میکرواستریپ به علت دارا بودن پهنای باند بیشتر یکی از انتخاب های پژوهشگران در این زمینه بوده است. در این پایان نامه دو آنتن میکرواستریپ شکاف دار با پلاریزاسیون دایروی پهن باند چپ گرد ارایه شده اند. آنتن اول با بهره گیری از دو استریپ l شکل معکوس قرار داده شده در دو گوشه ی مخالف شکاف مربعی و دو شکاف مربعی در ساختار تغذیه قادر به تولید پلاریزاسیون دایوری پهن باند در محدوده ی 37/6 تا 32/9 گیگاهرتز و پوشش پهنای باند امپدانسی 123 درصد است. در آنتن با بار گذاری دو شکاف حلزونی شکل باریک در صفحه ی زمین، به علت فراهم شدن مسیرهای جریان اضافی و کاهش اغتشاش جریان در دو لبه ی بالایی و پایینی آنتن، پهنای باند نسبت محوری محوری و همین طور پهنای باند امپدانسی به طرز چشم گیری افزایش یافته و آنتن قادر به دریافت پلاریزاسیون دایروی پهن باند 56 درصد و پهنای باند امپدانسی 111 درصد است. آنتن های طراحی شده در این پژوهش با ساختاری ساده تر، کارایی بهتری از نظر پهنای باند پلاریزاسیون دایروی و امپدانسی نسبت به سایر آنتن های میکرواستریپ شکاف دار مشابه نشان داده اند.

در این پایان نامه دو ساختار متامتریال سه بعدی در فرکانس های تراهرتز طراحی شده و سپس پارامترهای الکترومغناطیسی آن ها استخراج گشته است. از آنجا که ساختارهای سه بعدی دارای ضخامت موثر بیشتری می باشند و امکان خطا در استخراج پارامترهای آن ها از طریق تئوری محیط موثر، با فرض ساختار به عنوان یک محیط همگن وجود دارد، فرایندی بر مبنای اصل علیت برای بازیابی مقادیر دقیق پارامترهای الکترومغناطیسی، مورد استفاده قرار گرفته است. صحت فرایند به کار گرفته شده با بازیابی ضریب شکست دقیق یک مکعب پلی آمید همگن به دست آمده است. ساختارهای متامتریالی سه بعدی پیشنهادی می توانند در فرکانس های تراهرتز از خود ضریب شکست منفی نشان دهند. در بخش بعدی پایان نامه به طراحی، آنالیز، ساخت و تست یک جاذب متامتریالی پرداخته شده است. برای طراحی این جاذب از یک ساختار چلیپایی استفاده شده است. جاذب متامتریالی پیشنهادی دارای دو باند جذب موج الکترومغناطیسی می-باشد و مکانیسم آن بر اساس تئوری تداخل بررسی، محاسبه و شرح داده شده است. نمودار های نرخ جذب بر اساس شبیه سازی ، محاسبات عددی و اندازه گیری تجربی بر یک دیگر منطبق می باشند. در بخش پایانی به طراحی یک آنتن متامتریالی تک قطبی با عملکرد چند باندی پرداخته شده است. آنتن پیشنهاد شده دارای یک پچ با ساختار پیچ خورده است که با یک سلول واحد متامتریالی crlh بار شده است. بار متامتریالی می تواند به طور موثری تطبیق امپدانس آنتن پیشنهادی را بهبود ببخشد. همچنین آنتن پیشنهادی دارای ابعاد کوچکی در مقایسه با طول موج کوچکترین فرکانس رزونانس آنتن است. این آنتن دارای پترن جهت داری می باشد که بسته به باند فرکانسی، در سه جهت اصلی مختلف تشعشع می نماید و همچنین دارای مقادیر بهره و مقادیر بازدهی بالایی می باشد. یک نمونه ی عملی از آنتن متامتریالی پیشنهادی ساخته و تست شده است. نتایج حاصل از اندازه گیری با شبیه سازی ها از تطابق مطلوبی برخوردار است. در این پایان نامه تمامی شبیه سازی های کامپیوتری با استفاده از نرم افزار cst، تمامی محاسبات عددی با استفاده از matlab و تمامی اندازه گیری های تجربی در آزمایشگاه آنتن و مایکروویو شمال غرب کشور در دانشگاه ارومیه انجام پذیرفته است.

به علت آنکه باند سیستم uwb با باندهای فرکانسی دیگر در تداخل است طراحان با استفاده از روش های مختلفی خاصیت فیلترینگی برای آنتن ها بوجود آورده اند. در این پایان نامه طراحی و ساخت دو آنتن جدید برای کاربردهای uwb بررسی شده است. با توجه به باریک بودن پهنای باند آنتن های میکرواستریپ و تداخل باندهای فرکانسی شبکه ی محلی بی سیم و شبکه وایمکس با باند uwb، دو برنامه مشخص در این پایان نامه دنبال شده است : اولا ارائه روشی برای افزایش پهنای باند با در نظر گرفتن این نکته که ابعاد آنتن تا حد امکان کوچک باشد ثانیا طراحی آنتنی که خاصیت فیلترینگی از خود نشان دهد. در هر دو آنتن از تکنیک زمین ناقص برای افزایش پهنای باند استفاده شده است. در آنتن اول از اسلات در پچ تشعتشعی و المان پارازیتیک برای حذف باند فرکانسی و در آنتن دوم فقط از اسلات در پچ تشعشعی برای حذف باند فرکانسی استفاده شده است.

در این پایان نامه یک نمونه آنتن جدید ترکیبی از آنتن های باند خیلی وسیع و آنتن تغییر پذیر فرکانسی معرفی می شود. آنتن مذکور به طور همزمان می تواند در باند خیلی وسیع و هم باند باریک با قابلیت تغییر پذیری فرکانس عمل کند. این نوع آنتن به منظور برطرف کردن مشکل شلوغی طیف فرکانسی در شبکه های رادیویی هوشمند ارائه شده است. ساختار این آنتن شامل یک آنتن مونوپل دایره ای شکل به همراه یک آنتن روزنه ای با تغذیه پچ می باشد. در این آنتن برای تیون فرکانسی، از ترکیب دو روش دیود ورکتور و پین دیود استفاده شده است. با این روش می توان رنج فرکانسی در حدود 5/5 گیگا هرتز (5/5 الی 11 گیگا هرتز) را به صورت پیوسته و با پهنای باند در حدود 350 مگا هرتز تیون کرد. اما بدلیل رعایت ایزولاسیون بین دو آنتن و محدودیت در دقت ساخت آنتن، طراحی برای رنج فرکانسی 6 تا 8/9 گیگا هرتز انجام شده است. این مقدار تغییرات و قراردادن دو آنتن با عملکرد متفاوت بر روی یک زیر لایه امتیاز بزرگی می باشد. ابعاد این آنتن بسیار کوچک بوده (5/29×30 میلی متر مربع) به طوری که کاربرد آن در سیستم های بی سیم و دستگاه های موبایل را فراهم می آورد. آنتن طراحی شده دارای مشخصات فرکانسی و تشعشعی مطلوبی می باشد که یک نمونه از آن ساخته شده و نتایج آن در متن پایان نامه آورده شده است.

استفاده از امواج مایکروویو منوط به فراهم آوردن امکان کنترل این امواج از طریق آنتن های گوناگون است. با معرفی آنتن های آرایه ای، که این امکان را به صورت مطلوب فراهم می کند، کاربردهای مختلفی برای بهره-گیری از امواج مایکروویو در ناحیه میدان نزدیک یا دور آنتن ها مطرح گردید. از کاربردهای میدان نزدیک آنتن ها می توان به شناسایی و تشخیص بدون برخورد مانند ترمومتری، انتقال توان مایکروویو و هایپرترمیا اشاره کرد. با توجه به این امر که امواج مایکروویو انرژی خود را در محیط های آبی تحویل می دهند، ایده ای برای کنترل کیست های هیداتیک مطرح شد. با تعریف این ایده نیاز به تمرکز امواج بر روی محدوده آلوده و همچنین کاهش اثرات جانبی حاصل از تشعشع بر روی بافت های مجاور احساس گردید. محدودیت ها و دشواری استفاده از لنزهای ناحیه فرنل و در مقابل امکان استفاده آسان و موثرتر از ساختارهای مایکرواستریپ ما را برآن داشت که با استفاده از ساختار آرایه های مایکرواستریپ، آنتنی با قابلیت های مطلوب طراحی نماییم. ایده اصلی این طراحی، همفاز نمودن امواج تشعشعی از المان ها در نقطه کانونی می باشد. برای نیل به این هدف از مقسم های توان بدون اتلاف t با توزیع توان یکنواخت و توزیع فاز لازم استفاده شده است. اثبات می شود که ابعاد محدوده تمرکز، وابسته به فرکانس کاری و ابعاد دریچه تشعشعی می باشد. در صورت افزایش فرکانس ویا ابعاد دریچه آنتن محدوده تمرکز را در ابعادی کوچکتر می توان به دست آورد. اما در کاربرد حاضر، افزایش فرکانس مطلوب نمی باشد زیرا با افزایش فرکانس، در صورت برخورد با سایر بافت ها اثرات جانبی نیز افزایش خواهد یافت.

امروزه زندگی انسانها با انواع تکنولوژیهای ارتباطی، به طرزی ناگسستنی عجین گشته است. دستگاههای همراه با قابلیت پشتیبانی از سرویسهای مختلف، روز به روز با عملکردهای بیشتر و اندازههای کوچک تر در دسترس قرار می گیرند. این پیشرفتها در سیستمهای مخابراتی، نحوه طراحی سخت افزارهای مورد نیاز از جمله آنتنها را نیز تحت تأثیر قرار داده است. پشتیبانی از چند سرویس مخابراتی توسط یک آنتن نیازمند عملکرد چند باندی برای آنتنهاست. آنتنهای تغییرپذیر فرکانسی در این زمینه مناسب ترین گزینه بوده، که می تواند با عملکرد تغییرپذیر بر مشکل ازدحام یک طیف و استفاده غیر بهینه از سرتاسر طیف را نیز برطرف نماید. در این پایان نامه، یک آنتن تک قطبی تغییرپذیر فرکانسی با ساختار تغذیه موجبر هم صفحه ارائه می گردد. عملکرد تغییرپذیری حاصل شده به طور پیوسته و تیونیگ فرکانس رزونانس آنتن می باشد. ساختار این آنتن متشکل از یک آنتن مونوپل بیضوی است که با خط هم صفحه تغذیه می گردد. این نوع ساختار تغذیه، این امکان را فراهم می سازد تا از سمت خالی بورد برای اعمال تغییرپذیری و نیز بایاس مورد نیاز ، به شکل هرچه ساده تر بهره برد. برای این منظور دو قطعه فلزی مستطیلی شکل در پشت آنتن برای نصب یک خازن ورکتور در بینشان تعبیه شده اند. یکی از این قطعات فلزی به وسیله یک وایا به سمت بالای زیرلایه و خط تغذیه متصل شده است. با اعمال ولتاژ بر روی خازن ورکتور می توان رنج فرکانسی در حدود یک گیگاهرتز را تیون کرد.روش بکار رفته، نیاز به خازن های بلوک کننده دی-سی و بایاس های پیچیده را مرتفع می کند. ابعاد آنتن بسیار کوچک بوده و دارای مشخصات فرکانسی و تشعشعی مطلوبی می باشد.

چکیده در این پایان نامه، آنتن میکرواستریپ پهن باند طراحی و ساخته شده است. در طراحی پچ از ترکیب هندسه¬های فراکتالی مینکوسکی ایسلند و شبه فراکتال نیمدایره ای استفاده شده است. بدین صورت که ابتدا بر روی پچ فراکتال ایسلند با یک مرتبه تکرار و سپس فراکتال نیمدایره ای برای دو مرحله تکرار حک می شود. یکی از معایب استفاده از آنتن¬های میکرواستریپ پهنای باند باریک این آنتن¬ها می باشد. جهت بهبود این مولفه آنتن، از هندسه¬های فراکتال استفاده گردیده است. استفاده از این هندسه¬ها باعث رزونانس چندگانه و همین طور کاهش فرکانس رزونانس می گردد که این ویژگی باعث بهبود پهنای باند آنتن می گردد. همچنین از یک فاصله هوایی به ضخامت mm 6 بین صفحه زمین و زیرلایه fr4 جهت افزایش پهنای باند استفاده می گردد. تغذیه نیز از نوع تغذیه خازنی می باشد با یک پچ باریک به ابعاد mm^28×5/1 که این نوع تغذیه نیز در افزایش پهنای باند آنتن بسیار موثر می باشد. با تمامی این اقدامات پهنای باند آنتن تا mhz 1621 افزایش یافته است. با تعبیه دو شکاف صلیبی باریک در مرکز پچ مربعی و بررسی پارامتریک طول و عرض و زاویه بین شکاف¬ها، عملکرد پلاریزاسیون دایروی نیز قابل حصول می باشد که این شکاف¬ها به صورت متعامد و با زاویه 45 درجه نسبت به محور x قرار گرفته¬اند. تمامی شبیه سازی و بهینه سازی صورت گرفته در این پایان نامه توسط نرم افزار hfss انجام پذیرفته است و مراحل تست آنتن در آزمایشگاه آنتن شمالغرب کشور واقع در دانشگاه ارومیه صورت گرفته است.

آنتن های میدان نزدیک با هدف تمرکز بیشتر دامنه امواج در یک سطح با اندازه ی محدود در ناحیه میدان نزدیک آنتن معرفی شده اند. جهت بالا بردن سطح کارایی آنتن آرایه میدان نزدیک، بهبود ویژگی هایی همچون اندازه ی نقطه ی تمرکز، چگالی توان وسطح بیم های فرعی(slls)، مطلوب بوده است. تکنیک هایی همچون افزایش تعداد المان ها، افزایش اندازه دریچه، استفاده از روش های متفاوت توزیع جریان و تحریک المان ها و موارد دیگر پیشنهاد و بررسی شده اند، که هر یک در ازای بهبود برخی ویژگی های آنتن آرایه سبب ایجاد مشکلات همچون افزایش اندازه و هزینه افزایش سطح بیم های فرعی شده اند. از این رو در این پایان نامه بر آن شدیم تا با تغییر و بهبود المان تشعشع کننده ی آرایه به صورت هم زمان افزایش چگالی توان وکاهش سطح بیم های فرعی را داشته باشیم. آنتن آرایه 4×4 مورد نظر با پچ¬های پنج ضلعی جهت کار در باند فرکانسی ism، طراحی شد.

در این پایان نامه یک طرح جدید از آنتن مایکرواستریپ مونوپل پهن باند با پلاریزاسیون دایروی ارائه شده است. در این آنتن که شبیه به نواری دایروی شکل می¬باشد از یک بازوی ال - شکل چسبیده به تشعشع کننده و یک شکاف ال- شکل در گوشه ¬ی زمین جهت ایجاد پلاریزاسیون دایروی استفاده شده است و برای افزایش دادن پهنای باند نسبت محوری آنتن(ar) یک مربع ناقص در گوشه چپ بالای آنتن دایروی شکل ایجاد شده است. برای ایجاد تطبیق امپدانسی بهتر در داخل خط تغذیه دو شکاف مستطیلی شکل طراحی شده است و همچنین دواستاپ مستطیل شکل داخل تشعشع کننده¬ی دایروی شکل تعبیه شده است. این آنتن روی یک زیر لایه از جنس fr4 به ابعاد 1×20×20 میلی متر مکعب ساخته شده و در آزمایشگاه آنتن دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی پارامتر¬های تشعشعی آن، از قبیل پهنای باند امپدانسی، پهنای باند نسبت محوری و پترن¬ های تشعشعی مورد آزمایش قرار گرفته است. با توجه به نتایج اندازه گیری، پهنای باند امپدانسی کسری این آنتن%108 از فرکانس 2 تا 7/6 گیگاهرتز می¬ باشد و پهنای باند نسبت محوری کسری آن در باند اول %80 از فرکانس5/3-5/1 گیگاهرتز بوده و در باند دوم%.5/8 از فرکانس45/5-5 گیگاهرتز می باشد که به صورت پلاریزاسیون دایروی تشعشع می ¬کند. آنتن ارائه شده در این پایان نامه از بسیاری از آنتن ¬های طراحی شده پیشین با این ابعاد دارای پهنای باند نسبت محوری بیشتری می¬ باشد. این آنتن برای کاربرد در سیستم ¬های بی¬ سیم در محدوده ¬ی فرکانسی 35/5-15/5 گیگاهرتز و برای کاربرد¬های پزشکی در باند 4/2 تا 6/2 مناسب می¬ باشد. به دلیل داشتن پلاریزاسیون دایروی می توان از دو حامل عمود بر هم برای ارسال اطلاعات استفاده کرد و از مزایای مدولاسیون qam برخوردار شد و این یعنی نرخ ارسال اطلاعات دو برابر خواهد شد و همچنین چون پهنای باند نسبت محوری این آنتن عریض می باشد، نرخ ارسال اطلاعات بیشتر هم خواهد شد. بنابراین می توان از این آنتن در سیستم¬ های مخابراتی¬ای که با سخت افزار کمتر نیاز به سرعت بالای ارسال اطلاعات دارند، استفاده کرد. این آنتن به خاطر تشعشع امواج به صورت پلاریزاسیون دایروی کارایی بهتری در شرایط جوی نا¬مناسب، نسبت به امواج با پلاریزاسیون خطی از خود نشان خواهد داد و با بهبود مشخصات تشعشعی می تواند در سیستم¬ های مخابراتی پیشرفته که نسبت به تغییرات جوی حساس هستند، به کار گرفته شود. مانند رادار تعقیب، نیروی دریایی، مخابرات ماهواره¬ ای، سیستم موقعیت یاب جهانی(gps) و سیستم ¬های موبایل. همچنین در استفاده از این آنتن دیگر نیاز نخواهیم داشت تا آنتن- های فرستنده و گیرنده را در امتداد امواج میدان الکتریکی تنظیم کنیم به عبارت دیگر ضریب اتلاف پلاریزاسیون نخواهیم داشت و اثر چند مسیرگی کاهش خواهد یافت. این آنتن در محدوه ¬ی پهنای باند نسبت محوری از بهره ¬ی مناسب و ثابتی برخوردار است بنابراین می¬ تواند برای کاربرد در سیستم ¬های بی- سیم در محدوده ¬ی فرکانسی ghz35/5-15/5 و کاربرد¬های پزشکی در باند ism در محدوده ی باندghz6/2-4/2 استفاده کرد.

در این پایان نامه یک نمونه از آنتن های مایکرواستریپ با پچ دایروی که دارای دو ردیف رزوناتور حلقوی روی خط تغذیه بوده و دارای ساختار تغییرپذیر می باشد، برای کاربردهای فراپهن باند معرفی می شود. این آنتن دارای خاصیت های بهبود پهنای باند امپدانسی و چند بانده برای کاربردهای فراپهن باند می باشد، که البته با دارا بودن ساختار تغییرپذیر، آنتن قادر به سوئیچینگ بین حالت های فراپهن باند و چند بانده می باشد و برای انجام این سوئیچینگ از سوئیچ های میکروالکترومکانیکال (mems) که در شکاف موجود در بین رزوناتورها تعبیه گشته، استفاده شده است. با روشن و خاموش کردن این سوئیچ ها، خواص رزونانسی آنتن دچار تغییر می شود. تمامی نتایج شبیه سازی شده موجود در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار hfss به دست آمده است. آنتن مذکور پس از طراحی و ساخت، در آزمایشگاه آنتن و مایکروویو شمال غرب کشور واقع در دانشگاه ارومیه تست شده است و تطابق مطلوبی بین پارامترهای اندازه گیری شده ی آنتن از قبیل تلفات برگشتی و پترن تشعشعی، با نتایج حاصل از شبیه سازی وجود دارد که طراحی مناسب آنتن را نشان می دهد.

در این پایان نامه با توجه به اهمیت و کاربرد روزافزونی که آنتن های دو باندی دو پلاریزاسیونی در سال های اخیر، به واسطه توجه محققین، ایجادشده است؛ به این آنتن ها پرداخته می شود و ساختارهایی به منظور کمک به هدف نهایی این پایان نامه که طراحی و ساخت آنتن دو باندی و دو پلاریزاسیونی است پیشنهاد شده و مورد بررسی قرار می گیرد و در صورت امکان تعدادی از این آنتن های پیشنهادی ساخته می شوند. در تمامی آنتن های پیشنهادی اکثراً یک یا دو روش خاص که مختص این رساله است، همچون خاصیت بهبود پهنای باند امپدانسی و چند باندی کردن، بهبود ایزولاسیون، بهبود تشعشع و بالا بردن بهره آنتن ها، کاهش ابعاد، افزایش راندمان آنتن و ... به کاربرده شده است.

فیلترهای پهن باند و فرا پهن باند ، قطعات مایکروویوی ضروری هستند که رشد سریع در این زمینه باعث توسعه انواع مختلف فیلترهای پهن باند شده است. انواع مختلفی از فیلترهای پهن باند و فرا پهن باند مانند تشدید کننده های چند مدی، تشدید کننده های حلقوی مربعی بارگذاری شده یا فیلترهای مبتنی بر فیلترهای پایین گذر و بالا گذر پشت سر هم که دارای باندهای حذف تکی یا چندتایی است، وجود دارند. در این پایان نامه فیلترهای پهن باند میان گذر با استفاده از رزوناتور حلقه مربعی بارگذاری شده با قطعات مدار باز، ساختار زمین ناقص و خطوط تغذیه ی کوپلاژ ربع طول موج اصلاح شده دارای اندازه ی کوچک با دامنه های تیز در لبه های باند عبور، افت های انتقالی و بازگشتی مناسب با عرض باند نسبی بهبود یافته دارای یک باند ناچ ناشی از تشدید کننده ی tشکل اتصال کوتاه شده برای رفع مشکل تداخل موجود در سیستم های فرا پهن باند با سایر سیستم های مخابراتی از جمله شبکه بی سیم محلی و ارتباطات ماهواره ای ارائه شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از مسائل مهم در استفاده از تلفنهای سیار احتمال خطر سلامتی حاصل از تشعشع آنتن گوشی تلفن سیار در مجاورت بافتهای مغز میباشد. برای بررسی بیشتر این موضوع و همچنین یافتن روشهای مناسب کاستن از میزان توده جذب شده توسط مغز، در این پروژه ابتدا یک مطالعه کلی از انواع تشعشعات الکترومغناطیس و اثرات بیولوژیک حاصله ارائه شده است. سپس روشهای تعیین میزان تابشهای الکترومغناطیس بر بافتهای زنده به منظور مقایسه با استانداردهای حد سلامتی موجود بطور کامل شرح داده شده و پارامترهای موثر بر میزان جذب توان در داخل بافتهای زنده بررسی شده است. در ادامه با مدل کردن آنتن و جعبه گوشی تلفن سیار د مجاورت سر شخص کاربر و حل مسئله به روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان سه بعدی توزیع میدانهای الکتریکی و مغناطیسی داخل بافتهای مغز بدست آمده و با انجام محاسبات ثانویه توزیع ‏‎sar,sar‎‏ یک گرم، توان جذب شده در بافت مغز و توان کل جذب شده توسط سر انسان مورد محاسبه قرار گرفته است. با تغییر پارامترهای مربوط به مدل سر انسان، مدل آنتن و جعبه های گوشی و وضعیت آنتن و گوشی نسبت به سر انسان تغییرات در توزیع ‏‎sar‎‏ و توان جذب شده در بافتهای مغز محاسبه گردیده و توسط جدول ونمودار نشان داده شده است. در نهایت با تغییر دادن ابعاد فیزیکی جعبه گوشی، موقعیت آنتن بر روی جعبه هادی، وضعیت آنتن منوپل نسبت به مدل سر، محل نقطه تحریک آنتن، طول و قطر سیم آنتن سعی شده که میزان جذب توان در ناحیه سر انسان حداقل گردد. همچنین با وارد کردن صفحه هادی محافظ بین آنتن گوشی و مدل سر میزان تاثیر بر توان جذب شده در مغز شبیه سازی قرار گرفته است.