محیط های تصادفی به سه دسته ی محیط های تصادفی پیوسته ، گسسته و سطوح تصادفی تقسیم بندی میشوند . برای دسته ی اول می توان به محیط هایی مثل محیط های بارانی ، برفی ، سلولهای خونی و پلیمر ها اشاره نمود . دسته ی دوم شامل محیط هایی مثل لایه های تروپسفر و یونیسفر و محیطهای زیستی مثل پوست و ماهیچه می شود و سطوح اقیانوس ها ، سطوح سیاره ها ،سطوح محیط های زیستی مثال هایی از دسته ی سوم بشمار می روند . بدلیل کاربرد بسیار زیاد این محیط ها در عمل ، مطالعه ی اثر پراکندگی امواج الکترومغناطیسی و صوتی از اینگونه محیط ها از دیرباز دارای اهمیت زیادی بوده است . اما با این حال هنوز سوالات در باره ی این محیط ها به پایان نرسیده است . بطور نمونه هنوز اطلاعات دقیقی درباره ی اثر پلاریزاسیون بر پراکندگی و جذب اینگونه محیط ها وجود ندارد . بعلت گستردگی انواع این محیط ها روش های مختلفی برای تحلیل گونه های مختلف آنها بکارگرفته شده است و ما در این رساله فقط به بررسی محیط های تصادفی گسسته پرداخته ایم. در گام اول شبیه سازی یک پراکنده ساز با شکل هندسی خاص با روش ماتریس t انجام شده و سطح مقطع پراکندگی و جذب برای آن محاسبه شده است و سپس در گام دوم اثرات پراکندگی چندگانه ، با استفاده از اطلاعات بدست آمده در گام اول محاسبه شده است . در گام سوم به مطالعه ی اثر پلاریزاسیون برپراکندگی امواج الکترومغناطیسی از یک محیط ، شامل یک هدف و تعدادی پراکنده ساز پرداخته شده است .

روش انتشار نور (bpm) متداول بطور وسیعی در محاسبه انتشار میدان های نوری جلو رونده بکار برده شده است. هرچند این روش هنگامی که ضریب شکست بطور مناسبی به آهستگی در راستای انتشار تغییر کند آنچنانکه انعکاسات ایجاد شده قابل صرفنظر کردن باشند، قابل استفاده می باشد. اما بسیاری از ادوات نوری شامل ناپیوستگی هایی از موجبرهای مختلف و ساختارهای grating در راستای انتشار میدان نوری خود می باشند. بنابراین یک روش دوطرفه که تزویج میان موج های رفت و برگشت را در نظر بگیرد مورد لزوم است. به این منظور از روش bi-bpm استفاده می کنیم. از تقریب pade برای افزایش سرعت محاسبات و از branch cut برای مدل سازی مودهای ناپایدار استفاده شده است. تکنیک oadm(optical add drop multiplexer) یکی از اجزاء حیاتی و بسیار مهم برای توسعه سیستم wdm (wavelength division multiplexing) در تکنولوژی مخابرات نوری می باشد. ساختار oadm تحلیل شده در این پایان نامه یک ساختار ماخ زندری است که در بازوهای آن grating بطور متقارن قرار داده شده است. grating استفاده شده دارای یک پروفایل گوسی با مقدار dc صفر و dn=.0003 و 35000 پریود می باشد. با استفاده از این پروفایل، sidelobe ها در دو طرف منحنی توان بازگشتی حذف و همشنوایی به زیر db40- می رسد که در مقایسه با نتایج منابع دیگر بهبود نسبتاً خوبی را نشان می دهد.

این پایان نامه به مقایسه ضریب تزویج خط مایکرواستریپ تزویجی عادی با خط مایکرواستریپ تزویجی با زیر پایه کایرال می پردازد. روابط ماکسول برای زیر پایه کایرال با اضافه کردن یک ترم جدید به روابط اصلاح می شود. این تغییرات میدان های الکتریکی و مغناطیسی روی استریپ دوم را نسبت به خط مایکرواستریپ عادی افزایش می دهد. این افزایش کاملا" چشمگیر است و در بعضی از موارد تا 9 برابر مقدار اولیه نیز می رسد. همچنین، افزایش میدانها منجر به افزایش تزویج خط مایکرواستریپ می شود. بعلت وجود اثر کایرالیتی، معادلات دیفرانسیل جزیی به معادلات دیفرانسیل جزیی تزویجی تبدیل می شود که با یک نرم افزار قوی قابل حل می باشد. به منظور حل و تحلیل این معادلات یکی از این نرم افزار ها، نرم افزار comsol multiphysics می باشد. ما همچنین بطور تحلیلی sdgf را در فرم بسته ماتریس انتقال 4×4 بدست آوردیم که آن به میدان های الکترومغناطیسی متقاطع بالا و پایین مرز زیر پایه کایرال وابسته است. این حقیقت در افزایش سرعت شبیه سازی نکته کلیدی می باشد.

امروزه آنتن های ریزنواری به خاطر مزایای بی شماری که دارند، به طور وسیعی در کاربردهای مختلف مخابراتی به کار می روند. این آنتن ها معمولاً پهنای باند امپدانسی کمی داشته و لذا روش های متعددی جهت رفع این نقیصه پیشنهاد شده است. برای بهینه سازی آنتن های ریزنواری به منظور دستیابی به بیشترین پهنای باند، عموماً از یکی از روش های مطالعه ی پارامتری یا بهینه سازی استفاده می شود که روش اول مبتنی بر سعی و خطا بوده، و روش دوم به علت دشواری ارزیابی تابع هدف، پیچیده و زمان بر است. در این پروژه ابتدا با استفاده از قابلیت شبکه های عصبی-فازی در تقریب توابع غیرخطی پیچیده، مشخصات یک آنتن تک قطبی مسطح با پچ دایره ای (شامل تلفات بازگشتی، امپدانس ورودی و الگوی تشعشعی)، به صورت تابعی از پارامترهای آن تخمین زده می شود. سیستم های استنتاج فازی-عصبی وفقی(anfis) که با داده های بدست آمده از نرم افزار hfss آموزش داده شده برای این منظور به کار رفته است. پارامترهای تخمین زده شده با این روش، در مقایسه با حل دقیق بدست آمده از hfss از دقت خوبی برخوردار بوده به نحوی که میانگین مربع خطا برای مشخصات مختلف آنتن، در بدترین حالت 0445/0 می باشد. در فرایند بهینه سازی با تعریف یک تابع هدف مناسب و بهینه سازی آن با الگوریتم ژنتیک، مقادیر پارامترهای فیزیکی بهینه ی تک قطبی های مسطح با پچ دایره ای، بیضوی و مستطیلی، جهت بیشینه نمودن پهنای باند آنها به دست آمده است. مقایسه ی مقادیر به دست آمده با مقادیر متناظر حاصل از تحلیل پارامتری یا بهینه سازی های متداول در مطالعات پیشین، حاکی از دقت روش پیشنهادی است. همچنین روش پیشنهادی، روشی قاعده مند برای بهینه سازی ارائه می نماید که سریع تر از روش های بهینه سازی متداول است، به طوری که حتی اگر با فرضی خوش بینانه، تعداد تکرارها در روش های بهینه سازی متداول 20 فرض شود (غالباً الگوریتم هایی که سرعت همگرایی بالایی دارند نیز به تکرارهای بیشتری نیاز دارند) روش پیشنهادی حداقل دو برابر سریع تر به جواب های بهینه منجر می شود. این به دلیل آن است که در روش پیشنهادی، برنامه hfss که زمان بر می باشد، به تعداد دفعات محدودی (مثلا 10 بار) صرفاً برای تولید داده های آموزشی اجرا می شود و بهینه سازی در محیط matlab و بدون نیاز به اجرای hfss انجام می شود.

امروزه صنایع stealth شاخه ای مهم در بحث های نظامی هستند. یکی از راه های مخفی کردن هدف از دید رادار دشمن کاهش rcs آن است. با بکارگیری روش هایی متعدد، مانند مواد جاذب، توانسته اند mrcs هدف را کاهش دهند. اما در یک رادار دوپایه از نوع fsr پدیده ای به نام fs استفاده می شود که با روش های معمول کاهش rcs نمی توان آن را کاهش داد و حذف کرد. یعنی ممکن است یک هدف با وجود mrcs بسیار کم، frcs زیادی داشته باشد. زمانی که هدف بین فرستنده و گیرنده و نزدیک به خط پایه آن ها قرار می گیرد افزایش چشم گیری در rcs هدف مشاهده می شود. این افزایش مستقل از هندسه سه بعدی و جنس جسم است و تنها با کانتور سایه آن تعیین می شود. بنابراین با بکارگیری پوشش جاذب یا استفاده از تکنیک های شکل دهی نمی توان آن را کم کرد. برای طراحی یک رادار به اطلاعات پراکندگی از هدف نیاز داریم. پس شبیه سازی rcs یکی از بخش های مهم در طراحی رادار است. در شبیه سازی fsrcs از نرم افزارfeko استفاده شده است. روشی تقریبی با جواب هایی بسیار نزدیک به حل دقیق نیز پیشنهاد می شود.

در این پایان نامه طرحی جدید از ترمز mr به منظور استفاده در خودروهای سواری ارائه شده است. این طرح از چند دیسک چرخان که درون محفظه ای ثابت قرار دارند، تشکیل شده است. درون این محفظه از سیال mr استفاده می شود و دیسک های چرخان درون آن غوطه ور می گردند. سیال mr یا سیال مگنتورئولوجیکال، دسته ای از مواد هوشمند می باشد که تحت میدان مغناطیسی، لزجت و رفتار رئولوژیکی ان تغییر می کند. با اعمال میدان مغناطیسی که توسط یک سیم پیچ درون ترمز تعبیه شده ، سیال mr به حالت جامد در آمده و باعث به وجود آمدن تنش برشی اصطکاکی روی دیسک های چرخان شده و در نتیجه گشتاور ترمزی ایجاد می گردد. در این پایان نامه معیارهایی همچون طراحی مدار مغناطیسی، انتخاب مواد، انتخاب سیال mr مناسب، طراحی دیسک با سطوح کاری متفاوت و هندسه های مختلف برای طرح پیشنهادی ترمز mr که قابلیت بکار گیری در خودرو را داشته باشد، در نظر گرفته شده است. در ادامه مدل المان محدود ترمز مدل سازی شده و بر اساس آن پراکندگی شدت میدان مغناطیسی درون ترمز و گشتاور ترمزی ایجاد شده، محاسبه گردیده است. سپس کلیه ی ابعاد هندسی طرح پیشنهاد شده توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است. هدف از بهینه سازی، بیشینه کردن گشتاور ترمزی و کمینه کردن وزن کلی ترمز می باشد. در نهایت با توجه به نتایج مدل سازی خودرو و مدل المان محدود ترمز، چند ترمز با سطوح مختلف ارائه شده است که گشتاور مورد نیاز ترمزی را تولید می کنند، بنابراین قابلیت استفاده در خودرو را دارند.

این پایان نامه به بررسی، تحلیل، طراحی و ساخت آنتن های مایکرواستریپ با زیرلایه های متامتریال می پردازد. در قسمت نخست پایان نامه، تئوری متامتریال ها و خواص ویژه ای که این ساختارها از خود نشان می دهند مرور می شود. ابتدا نشان داده می شود که رفتار غیر عادی فاز میدان ها در این ساختارها چگونه باعث می شود به ساختارهایی دست یافت که دارای خواصی هستند که به کمک دی الکتریک های معمولی نمی توان آن خواص را ایجاد کرد و سپس کاربرد این خواص متامتریال ها در کوچک سازی و ایجاد باند های اضافی در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی و همچنین افزایش بهره آنتن حلقه ای چند بانده، بطور مفصل بررسی می شود. نشان داده می شود که در آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که زیرلایه آنها با متامتریال با نفوذپذیری منفی بار شود، می توان به مدی تابشی دست یافت که طول موج در فرکانس تشدید بسیار پایین تر از ابعاد آنتن باشد. بر اساس روش بیان شده، یک آنتن با زیرلایه متامتریال طراحی می شود که ابعاد آن به اندازه 77% کاهش یافته است. در قسمت بعدی پایان نامه، بر اساس روابط میدان در زیرلایه آنتن های مایکرواستریپ مستطیلی که با متامتریال بارگذاری شده اند، ابتدا الگوریتمی پیشنهاد می شود که بر اساس آن می توان مد تشعشعی اضافی در این نوع آنتن ها ایجاد کرد و سپس برای تصدیق روابط ارائه شده آنتنی طراحی می شود که در آن، به کمک ساختار متامتریال دو بانده پیشنهادی، دو مد تشعشعی اضافی ایجاد شده است. در قسمت پایانی پایان نامه، یک آنتن حلقه ای چهار بانده طراحی می-شود و سپس جهت افزایش بهره تشعشعی این آنتن، یک نوع خاص از متامتریال ها در زیرلایه آن بکار برده می شود. علاوه بر ساختار متامتریال پیشنهادی بکار برده شده در زیرلایه این آنتن، جهت افزایش هرچه بیشتر بهره، از یک تکنیک افزایش بهره نیز در آنتن استفاده می شود تا اثر این تکنیک در حضور ساختار متامتریال بررسی شود. یک نمونه از آنتن حلقه ای چهار بانده ساخته شده و نتایج اندازه گیری و شبیه-سازی مقایسه می شوند. نتایج اندازه گیری تطبیق بسیار خوبی با نتایج شبیه سازی دارد. از مزایای طرح ارائه شده سبکی آن، که ناشی از استفاده لایه های نازک دی الکتریک و هوا در زیرلایه است، هزینه پائین ساخت و عملکرد قابل قبول رامی توان برشمرد.

متامتریال (فرامواد) به جهت کارایی مطلوب، تنوع ساخت و وسعت کاربردی که دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. امروزه فعالیت های آزمایشگاهی زیادی در رابطه با بررسی ویژگی های این مواد انجام شده است که در نهایت منجر به راه اندازی کارگاه های آموزشی و پروژه های تحقیقاتی زیادی شده-است. در این پروژه ساختارهایی جدید از فرامواد با توانایی ایجاد باند فرکانسی با ضرایب نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی منفی، ارائه می گردند که از مشخصات آنها، شکل ساده و ابعاد مناسب جهت بهره گیری در ساختارهای الکترومغناطیس می باشد. علاوه بر این، ساختار های جدید معرفی شده را می توان در چندین فرکانس کاری گوناگون، هم به عنوان یک dng با ضرایب الکتریکی(?) و مغناطیسی(µ) منفی و هم به عنوان یک ساختار الکترومغناطیسی با ضریب نفوذپذیری مغناطیسی بزرگ استفاده نمود. همچنین جهت بررسی تاثیر این فرامواد در ساختارهای الکترومغناطیس، روش-های بکارگیری آن در آنتن ها مورد بررسی قرار گرفته که نتایج شبیه سازی نشان دهنده افزایش پارامترهایی مانند سمت گرایی، توان تشعشعی، پهنای باند و در نهایت کوچک سازی در آنتن های مرجع می باشد. شبیه سازی ها در محیط نرم افزار high frequency simulator(hfss) انجام می گیرد. در ادامه نیز از دو ساختار فراماده به منظور افزایش پهنای باند آنتن و چند باندی کردن آنتن استفاده می-شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سلول های واحد معرفی شده، می توانند مقدار سمت گرایی را تا 2 دسیبل افزایش دهند. یکی از سلول های واحد معرفی شده، توانایی کوچک سازی آنتن در حدود 50% و افزایش پهنای باند به اندازه 19.5% را نیز از خود نشان می دهد. در ادامه توسط فراماده می توان آنتن پهن باند با پهنای باند 131% و همچنین آنتن چند بانده طراحی کرد. در قسمت انتهای پایان نامه، نیز از ساختارهای prs جهت افزایش بهره آنتن استفاده شده است. نتایج بدست آمده، افزایش 5 دسیبل در بهره را نشان می دهند. به منظور تایید نتایج بدست آمده از شبیه سازی های موجود در این تحقیق، یک آنتن انتخاب و نسبت به ساخت آن اقدام شده است که نتایج بدست آمده از ساخت، تشابه زیادی با نتایج شبیه سازی را نشان می دهند. از مزایای ساختار های ارائه شده سادگی طرح های سلول واحد، و نیز عدم نیاز به فناوری پیشرفته برای ساخت را می توان بر شمرد. کلید واژگان: فرامواد؛ ضرایب مغناطیسی نفوذپذیری منفی؛ ضرایب گذردهی الکتریکی منفی؛آنتن پچ؛ سلول واحد؛رولایه؛ سطوح منعکس کننده

طراحی و ساخت لامپ های موج رونده، بدون تحلیل دقیق، معمولاً در عمل منجر به پاسخی مطلوب نخواهد شد. روش های طراحی غالباً با فرض سیگنال کوچک انجام می گیرد که برای پیش بینی عملکرد سیگنال بزرگ مناسب نمی باشند؛ از طرفی، استفاده از روش سعی و خطا برای بهبود عملکرد نهایی و ساخت لامپ بسیار پر هزینه می باشد. لذا ابزار شبیه سازی برمبنای تئوری های سیگنال بزرگ جهت پیش بینی عملکرد و کاهش هزینه، بسیار مفید خواهند بود. در این پایان نامه، به تحلیل سیگنال بزرگ لامپ موج رونده با حفره های تزویج شده(coupled-cavity) پرداخته می شود. این تحلیل به صورت حفره به حفره و اساساً با فرض یک بعدی بودن حرکت الکترون ها انجام می گیرد. در این تحلیل، پرتوی ورودی در هر تناوب rf به تعدادی دیسک های باردار یکسان و هر حفره در راستای طولی لامپ، به قسمت های مساوی تقسیم شده اند. در این روش، در هر حفره از پله های مکانی استفاده شده و از معادله حرکت در هر حفره در طول پله های مکانی انتگرال گیری می شود. از نرم افزار cst جهت به دست آوردن مشخصات تست سرد لام پ بهره گرفته شده است. در نهایت عملکرد این لامپ توسط نرم افزار ارائه شده در این پایان نامه که در محیط matlab نوشته شده، شبیه سازی گردیده است.

موضوع بخش کنترل ایستگاههای زمینی ردیابی صحیح ماهواره و قراردادن آنتن در جهت ارسال سیگنالهای آن می باشد. واضح است که هر چه این رهگیری دقیق تر باشد انتقال اطلاعات بین ماهواره و ایستگاه با بازدهی بیشتری همراه خواهد بود. بدین منظور، مکانیزم حرکتی آنتن باید به گونه ای طراحی شود که بتواند در دو یا سه محور بسته به نوع ماهواره و مدارآن حرکت نماید. این مکانیزم حرکتی پدستال نامیده میشود .اگر بخواهیم حلقه های کنترلی را معرفی کنیم، میتوان گفت که سیستم کنترل شامل سه حلقه خواهد بود .در خارجی ترین حلقه، یک سیستم مخابراتی مونوپالس حلقه بسته کنترل بین ماهواره و آنتن را برقرار میکند. کنترل کننده موجود در این حلقه، بر اساس اطلاعات بدست آمده از موقعیت ماهواره، موقعیت مطلوبی که محورها باید در آن قرار بگیرند را تعیین میکند که به عنوان ورودی مرجع به حلقه میانی اعمال میشود. حلقه میانی، حلقه کنترل موقعیت نام دارد و هدف آن رساندن موقعیت محورها به مقادیر مطلوب است. حلقه درونی که حلقه کنترل سرعت نام دارد، از طریق اعمال سیگنال کنترلی به درایور موتورها، سرعت آنها را برای رسیدن به سرعت مطلوب تنظیم میکند. کنترل کننده های متنوعی برای این حلقه های کنترل پیشنهاد شده است، اما آنچه که بیشتر مد نظر ما خواهد بود کنترل کننده های pid می باشند. نتایج به دست آمده حاکی از موفقیت این روش در دنبال کردن ماهواره در حالت های مختلف را دارد.

در این پایان نامه نحو? تنظیم شوندگیِ فیلترینگِ بلور های فوتونی یک بعدی بررسی و توسط روش المان محدود شبیه سازی شده است. ابتدا ساختارهای بلور فوتونی با حفره های هوا در نظر گرفته شده است و تأثیر تغییرات ساختاری بر روی مشخصات فیلترینگ بحث شده است. اثر تغییر در انداز? حفره ها، فاصل? میان حفره ها و طول کاواکِ حاصل از نقص بر نحو? فیلترینگ این ساختارها بررسی و برای دو ساختار با حفره های با سطح مقطع دایروی و مربعی مقایسه شده است. ساختارهای مختلفی شامل باریک شدگی حفره ها و کوتاه شدگیِ فاصل? میان حفره ها طراحی و به منظور بهبود مشخصات فیلترینگ معرفی شده است. اثرات ناشی از چرخش حفره های مربعی و بیضی شوندگیِ حفره های دایروی نیز بررسی شده است. در ادامه، اثراتِ الکترومغناطیسیِ میله های بلور فوتونیِ دی الکتریک مورد مطالعه قرار گرفته است. لذا اثرات افزایش ضریب شکست میله ها در اثر افزایش ضریب گذردهیِ الکتریکی و ضریب نفوذ پذیریِ مغناطیسیِ میله ها به صورت جدا تحلیل شده است. در قسمت دیگری از این پایان نامه اثر کایرالیتیِ میله های بلور فوتونیِ کایرال بر نحو? فیلترینگ آن بحث شده است. در این راستا ابتدا تأثیر اجزای حقیقی و موهومیِ کایرالیتی بر مشخصات فیلترینگ بلور فوتونیِ کایرال نشان داده شده است و سپس با در نظر گرفتن مدلِ پاشند? مناسبی برای کایرالیتی، تغییر رفتار فیلترینگ این ساختار با تغییر در پارامترهای این مدل از جمله طول موج رزونانس، فاکتور میرایی و فاکتور تزویجِ مغناطو- الکتریک بحث شده است. امکان تنظیم انداز? انتقال بیشینه، پهنای باند و طول موج انتقال بیشینه توسط ساختارهای مختلف نشان داده شده است. امکانِ افزایش انداز? انتقالِ بیشینه و کاهش پهنای باند بدون تغییر در طول موج انتقال بیشینه نتیجه شده است. همچنین جابجایی طول موجِ انتقالِ بیشینه بدون تغییر قابل توجه در انداز? انتقال بیشینه و پهنای باند نشان داده شده است.

آنتن های آرایه ای معمول کاربردهای بسیاری دارند، اما نمی توانند در چند فرکانس به طور همزمان کار کنند، چیزی که فناوری های امروز به شدت به آن محتاج هستند. یکی از بهترین ساختارهایی که می تواند این محدودیت را برطرف کند، ساختارهای فرکتال است. این گونه ساختارها مزایای بسیاری از جمله کاهش ابعاد آنتن، کاهش اندازه لوب های کناری، افزایش بهره و ... را دارند، اما شاید مهم ترین ویژگی آن ها امکان فعالیت همزمان در چند فرکانس باشد. البته باید توجه داشت که یک ساختار فرکتال به تنهایی نمی تواند تمامی این ویژگی ها را از خود نشان بدهد. گرچه از عمر این ساختارها سال های زیادی نمی گذرد، اما در همین مدت کوتاه آنتن های مایکرواستریپ فرکتال توانسته اند در برخی کاربردها جایگزین ساختارهای قدیمی تر شوند. اما متأسفانه آرایه های فرکتال تاکنون چندان مورد توجه قرار نگرفته اند. در این پایان نامه آرایه های با چینش فرکتال مورد توجه قرار گرفته اند. در ابتدا، ضمن یادآوری آنتن های آرایه ای متداول، به معرفی آنتن های فرکتال و خصوصیات آن ها پرداخته ایم و دو ویژگی منحصر به فرد چنین آرایه هایی را بررسی کرده ایم. در اولین مورد نشان داده ایم که یک آرایه خطی در فرکانس های بسیار پایین تر از فرکانس طراحی سمت گرایی خود را از دست می دهد، اما یک آرایه خطی فرکتال می تواند در آن فرکانس ها هنوز سمت گرایی خود را حفظ کند. در طراحی دوم هم نشان داده ایم که می توان با استفاده از مفهوم فرکتال آرایه ای داشت که بتواند به صورت همزمان در دو فرکانس فعالیت کند، و در اصل پدیده جابجایی فرکانسی را برای آن بررسی کرده ایم. البته این ویژگی نیز برای مورد اول، یعنی آرایه فرکتال خطی، نشان داده شده است. در نهایت با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات (pso) تلاش کرده ایم تا با بهینه کردن فاصله بین المان های تکرار اول، برخی از خصوصیات آرایه مانند سمت گرایی ماکزیمم شود.

امروزه نیاز به سیستم های بی سیم با ابعاد کوچکتر و دارای بهره و بازده بیشتر روز به روز در حال افزایش است. بنابراین بهبود پارامترهای آنتن های مورد استفاده در این سیستم ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه با بهره گیری از ساختارهای متامتریال بهبود پارامترهای آنتن های تشدیدکننده دی الکتریک مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا ضمن معرفی ساختارهای متامتریال و خصوصیات ویژه آن ها اقدام به طراحی سلول های متامتریال جدید نموده و چهار سلول متامتریال جدید در دو فرکانس 3/7 و 10 گیگابایت طراحی شده است. سپس اثر استفاده از این سلول ها به صورت رولایه بر روی دو نوع آنتن تشدیدکننده دی الکتریک کروی و استوانه ای بررسی شده است. در ابتدا اثر استفاده از سلول اول طراحی شده در فرکانس 3/7 بر روی رولایه آنتن تشدیدکننده دی الکتریک کروی بررسی شده و شبیه سازی شده که باعث افزایش بهره به اندازه 2/34 شده است، در حالی که پهنای باند تقریبا ثابت مانده است. سپس همین سلول در فرکانس 10 طراحی شده و بر روی رولایه آنتن استوانه ای قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی برای این آنتن نشان می دهد که بهره آنتن به اندازه 4/14 افزایش داشته است. پس از آن اثر دیگر سلول ها بر روی آنتن استوانه ای در فرکانس 10 بررسی شده است. نتایج شبیه سازی برای سلول سوم افزایش بهره به مقدار 1/66 و برای سلول چهارم افزایش به اندازه 1/32 را نشان می دهد.

امروزه آنتن های میکرواستریپ به خاطر مزایای متنوعشان به طور گسترده در کاربردهای مختلف مخابراتی استفاده می شوند. ساختارهای فرکتالی گونه ای از آنتن های مایکرواستریپ می باشند که با استفاده از خواص تکرار شدن های منظم یا نامنظم در ساختارهای ساده توانایی بدست آوردن خواص متنوعی همچون تلفات برگشتی چند باندی، کوچک شدن آنتن ها ضمن حفظ عملکرد آنها و ... را دارند.این آنتن ها معمولا پهنای باند امپدانسی کمی داشته و لذا روش های متعددی جهت رفع این نقیصه پیشنهاد شده است. از جمله روش هایی که برای بهینه سازی پهنای باند فرکانسی این آنتن ها استفاده می شوند عبارتند از: روش مطالعه پارامتری که مبتنی بر سعی و خطا بوده و دیگری روش بهینه سازی که به علت ارزیابی تابع هدف پیچیده و زمان بر است. در این پروژه هدف بهینه سازی پهنای باند امپدانسی دو نوع آنتن فرکتال میکرواستریپی جدید می باشد.برای انجام این کار از توانایی شبکه های عصبی فازی در تقریب زنی توابع غیرخطی و پیچیده استفاده کرده و مشخصات این دو آنتن فرکتال میکرواستریپ درختی و دایروی برش دار ( شامل تلفات برگشتی و امپدانس ورودی) را به صورت تابعی از پارامترهای آنها مانند ابعاد تخمین می زنیم.برای انجام این کار با استفاده از داده های حاصل از تحلیل چندین آنتن نمونه توسط نرم افزار hfss ، سیستم های استنتاج فازی-عصبی را آموزش می دهیم. فرایند آموزش تا جایی ادامه دارد که پارامترهای حاصل از این روش در مقایسه با نتایج بدست آمده از تحلیل دقیق توسط hfss ، از دقت خوبی برخوردار گردد. در فرایند بهینه سازی با تعریف یک تابع هدف مناسب و بهینه سازی آن با الگوریتم pso ، مقادیر پارامترهای فیزیکی و بهینه شده این دو آنتن فرکتال میکرواستریپی درختی و دایروی برش دارجهت بیشینه کردن پهنای باند بدست آمده است. مقایسه نتایج حاصل از این روش با مقادیر متناظر حاصل از تحلیل پارامتری یا بهینه سازی های متداول در مطالعات قبل، حاکی از دقت روش پیشنهادی است. این روش یک تکنیک قاعده مند جهت بهینه سازی ارائه می دهد که بسیار سریع تر از سایر روش های متداول است. دلیل این کار این است که در روش پیشنهادی برنامه hfss که اجرای آن زمان بر است تنها به دفعات محدود فقط جهت تولید داده های آموزشی بکار می رود و بهینه سازی در محیط نرم افزار matlab با الگوریتم pso و بدون نیاز به اجرای hfss انجام می گیرد.

در این رساله با استفاده از تبدیل نوری، منعکس کننده های تختی که خصوصیات مشابه ‏منعکس کننده های سهموی و کسکانت مربع دارند مورد بررسی قرار گرفت. سپس عملکرد ‏منعکس کننده های تخت با منعکس کننده های عادی متناظر مقایسه شد. در ادامه روش طراحی لنزهایی ‏که خصوصیاتی مشابه منعکس کننده های عادی را دارند، ارائه شد. در این نوع لنزها سطح مقطع راداری ‏نسبت به منعکس کننده های عادی به شدت کاهش می یابد. به علاوه با استفاده از روش پیشنهادشده ‏طراحی لنزهایی با انواع مختلف الگوهای انتشار میدان دور، قابل حصول است. دو نمونه لنز سهموی ‏تخت و لنز کسکانت مربع تخت مورد بررسی قرار گرفت که نتایج شبیه سازی نشان داد که عملکرد این ‏نوع لنزها به مراتب بهتر از منعکس کننده های سهموی بدون آفست است. عملکرد این نوع لنزها را ‏می توان قابل مقایسه با منعکس کننده های سهموی با طراحی آفست دانست در تمامی طراحی ها از تبدیل ‏شبه همدیس استفاده شد که امکان تحقق آن با استفاده از موادی با ضرایب شکست تدریجی ‏همسانگرد،‎ ‎تمام دی الکتریک، پهن باند و بدون تلف وجود دارد. برای پیاده سازی فیزیکی از دو روش ‏تبدیل گسسته ی نوری و فوتونیک کریستال تدریجی استفاده شد. در نهایت نشان داده شد که نتایج ‏شبیه سازی، صحت روش طراحی ارائه شده را تأیید کرد.‏

هدف این پایان نامه کوپل نور بین لایه های تخت موجبری جهت ساخت اتصالات نوری مجتمع بود.موادی که جهت پیاده سازی این ساختار مجتمع نوری مورد استفاده قرار گرفت پلیمر های آزو بودند که این موادبه علت ارزان بودن، سهولت روش ساخت،دو شکستی بودن و غیره... قابلیت ساخت انواع ادوات مدار مجتمع نوری را دارا می باشند . یکی از این ادوات توری های نوری می باشند که کاربرد گسترده ای در بحث کوپلر های نوری دارند. از میان انواع این توری ها، توری های حجمی براگ با توجه به بازدهی بالایی که دارند به عنوان کاندیدای اصلی جهت ساخت این نوع کوپلرها انتخاب گردید. ساختن این توری ها بر روی پلیمرهای آزو بر مبنای تشکیل الگوی تداخلی دو بیم همدوس لیزر با طول موج 532 نانومتر صورت می گرفت.به علت ساخت آسانتر ، ابتدا فرم افقی توری های مورب را ساختیم و به بررسی رفتار این ساختار پرداختیم که منجر به ساخت یک مولتی پلکسر مجتمع نوری گردید.بعد از آن به سه روش 1- کج کردن فیلم 2- آینه های ناهمگون3-ایجاد توری خارج از محور تقارن چیدمان به ساخت توری های مورب عمودی پرداختیم. سپس با روش های بررسی پاسخ فرکانسی، به تست ساختار های ایجاد شده پرداختیم. بعلاوه بوسیله روش های مشاهده مستقیم وmoving grating به بررسی چگونگی تغییرات مکانی ضریب شکست توری های مورب عمودی جهت درک بهتر عملکرد آن ها پرداختیم.

متامتریال‏ها ساختارهای پریودیک یا غیرپریودیک از المان‏های مصنوعی هستند که ویژگی‏های آنها هم به پارامترهای الکتریکی زیرلایه و هم به شکل سلول واحد وابسته است. اخیراً متامتریال‏ها به صورت گسترده‏ای در باند فرکانسی تراهرتز، استفاده شده‏اند. ناحیه تراهرتز که معمولاً محدوده فرکانسی 3/0 تا 10 تراهرتز را شامل می‏شود، دارای ویژگی‏های بسیار جالب و منحصر به فردی است و لذا قابلیت استفاده در کاربردهای مختلف پزشکی، صنعتی، امنیتی و دارویی را دارا می‏باشد. در این پایان‏نامه، پس از بررسی اجمالی متامتریال‏ها و کاربردهایشان، یک روش نیمه‏تحلیلی بسیار کارآمد بر اساس روش ممان پریودیک، جهت تحلیل ساختارهای پریودیک صفحه‏ای و غیر صفحه‏ای در فضای آزاد و در محیط چندلایه مورد استفاده قرار گرفته است. پس از آن از ترکیب یک روش بهینه‏سازی با روش ممان پریودیک جهت دستیابی به ساختارهای متامتریال مناسب برای کاربردهای سنسوری در محدوده مایکرویو و تراهرتز، استفاده شده است. به سبب نرخ کند همگرایی سری‏هایی که برای تبدیل مولفه‏های غیرپریودیک به پریودیک به کار می‏روند، از تکنیک‏های سرعت‏دهی استفاده شده است. در همه مثال‏ها، نتایج شبیه‏سازی با نرم‏افزار hfss مقایسه شده است. نهایتاً یکی از ساختارهای بهینه طراحی‏شده، ساخته شده و نتایج آن با روش ممان پریودیک مقایسه شده است.

در این پایان نامه با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تپه نوردی رولایه هایی برای یک دوره تناوب از آنتن آرایه انعکاسی متامتریال طراحی شده است. این آنتن برای کار در فرکانس های تراهرتز طراحی شده است. این رولایه ها طوری طراحی شده اند که این آنتن دارای منحنی فاز انعکاسی خطی باشد. سپس فاز انعکاسی در فرکانس های مختلف به دست آورده شد. با رسم منحنیها در یک نمودار مشاهده شد این آنتن در چندین فرکانس منحنی تقریبا موازی دارد که با توجه به محدودیت پهنای باند این آنتنها، این مساله نشان دهنده پهنای باند خوب این آنتن است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

این پایان نامه به بررسی مسائل انتشار و تشعشع موج در حضور مواد دستگردان می پردازد. بعد از بیان مقدمات و به دست آوردن روابط اساسی انتشار موج در محیطهای دستگردان و موجبرهای پرشده از مواد دستگردان موضوعات زیر بررسی می شود: 1 - آنالیز موجبرهای با صفحات موازی و دوایری پرشده از مواد معمولی که در قسمت انتهایی آنها یک لایه از مواد دستگردان منتهی به هادی کامل قرار دارد در این مسئله ضریب انعکاس مد غالب در فصل مشترک محاسبه و اثر تغییرات دستگردانی برآن بررسی می گردد. 2 - آنالیز موجبرهای با صفحات موازی و دوایری پرشده از مواد معمولی که بعد از آنها یک لایه نامحدود دستگردان قرار گرفته است . در این مسئله نیز ضریب انعکاس مد غالب در فصل مشترک و اثر تغییرات دستگردانی برآن بررسی می گردد. 3 - یک آنتن روزنه ای با صفحات موازی و دوایری پرشده از مواد دستگردان یک بار در حضور هادی کامل و بار دیگر در غیاب آن به فضای آزاد باز می شود. در این مسئله الگوهای تشعشعی آنها محاسبه و رسم و اثر تغییر فرکانس و دستگردانی برپهنای بیم نصف توان و جهت دهندگی بررسی می گردد.