مطالعه و شبیه سازی آنتنهای تلفن همراه
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:66
پایان نامه کارشناسی مهندسی برق
فهرست مطالب :
چکیده…………………………………………………………………I
فهرست مطالب………………………………………………… II
فرهنگ اختصارات……………………………………………………. IV
فهرست اشکال………………………………………………… ۱
فصل ۱ مشخصات تشعشعی یک آنتن………………………………………. ۵
۱-۱) مقدمه …………………………………… …………………………………… ۵
۱-۲) تقسیم بندی نواحی اطراف یک آنتن ………… …………………………۵
۱-۳) شدت تشعشعی آنتن…………………. …………………………………..۶
۱-۴) نمودارهای تشعشعی……………………… ………………………………۷
.۱۰ HPBW 1-5) پهنای تابه نیم توان
یک آنتن ……..۱۱VSWR 1-6) پهنای باند فرکانسی و
۱-۷) بهره جهتی آنتن ………………. …………………………….۱۲
۱-۸) سمتگرایی …………. ………………………………………..۱۳
۱-۹) بازده تشعشعی آنتن ………………… …………………..۱۳
) ………. ……………………………۱۳g 1-10) بهره یا گین آنتن (
۱-۱۱) امپدانس ورودی آنتن …………………………..۱۴
۱- ۱۲) قطبش موج ………………………………………………..۱۴
۱-۱۳) ضریب کیفیت (Q) در مدارات سری……………………….۱۵
فصل ۲- آنتن های تلفن همراه……………………………..۱۷
۲-۱) مقدمه…………………… ………………………………..۱۷
۲-۲) آنتن کوچک چیست ؟ …………………………………۱۷
۲-۳) آنتن F معکوس و عملکرد یک آنتن تلفن همراه ………….۱۸
۲-۴) شاسی در گوشی موبایل ………………………………..۲۱
۲-۵) آنتنهای سیمی……………………………………………….۲۲
۲-۶) موقعیت آنتن در موبایل………………………………..۲۴
۲-۷) حجم آنتن…………………………………………………۲۷
۲-۸) انواع کلاسهای آنتنهای موبایل……………………..۲۹
فصل ۳ – توصیف کیفی و تحلیل عملکرد آنتن PIFA ………….34
3-1) مقدمه………………………….۳۴
۳-۲) تغییرات پورت زمین و تاثیر آن روی آنتن PIFA در گوشی موبایل……. …..۳۴
۳-۳) تحلیل آنتن PIFA با استفاده از مدل های معادل …………… …………..۴۱
۳-۴ ) روش تحلیل عملکرد آنتن PIFA در این پژوهش…………………۴۳
۳-۵) شبیه سازی یک آنتن مونوپل به کمک نرم افزار HFSS ……………44
فصل ۴ – نحوه طراحی آنتن PIFA در این تحقیق……………………..۴۸
۴-۱) مقدمه…………………………………………۴۸
۴-۲) طراحی اولیه آنتن………………………۴۸
۴-۳) تبدیل آنتن PIFA تک باند به دو باند………………۵۳
۴-۴) بهینه سازی آنتن طراحی شده……………….۵۵
۴-۵)جمع بندی……………………………….۶۶
چکیده :
فصل اول - مشخصات تشعشعی یک آنتن
انتقال امواج الکترومغناطیسی می تواند توسط نوعی از ساختارهای هدایت کننده امواج (مانند یک خط انتقال یا یک موجبر) صورت گیرد و یا می تواند از طریق آنتنهای فرستنده و گیرنده بدون هیچ گونه ساختار هدایت کننده واسطه ای انجام پذیرد. عوامل مختلفی در انتخاب بین خطوط انتقال یا آنتنها دخالت دارند. بطور کلی خطوط انتقال در فرکانسهای پایین و فواصل کوتاه عملی هستند. با افزایش فواصل و فرکانسها تلفات سیگنال و هزینه‌های کاربرد خطوط انتقال بیشتر میشود و در نتیجه استفاده از آنتنها ارجحیت می یابد]1[.
در حدود سالهای 1920 پس از آنکه لامپ تریود برای ایجاد سیگنالهای امواج پیوسته تا یک مگاهرتز بکار رفت، ساخت آنتنهای تشدیدی (با طول موج تشدید) مانند دوقطبی نیم موج امکان یافت و در فرکانسهای بالاتر امکان ساخت آنتنها با ابعاد و اندازه ی فیزیکی در حدود تشدید (یعنی نیم طول موج) فراهم شد. قبل از جنگ دوم جهانی مولدهای سیگنال مگنی‌ترون و کلایسترون و مایکروویو (در حدود یک گیگاهرتز) همراه با موجبرهای توخالی اختراع و توسعه یافتند. این تحولات منجر به ابداع و ساخت آنتنهای بوقی شد. در خلال جنگ دوم جهانی یک فعالیت وسیع طراحی و توسعه برای ساخت سیستمهای رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهای مدرن مانند آنتنهای بشقابی (منعکس کننده) عدسی‌ها و آنتنهای شکافی موجبری شد]1[.
امروزه گستره وسیعی از انواع مختلف آنتنها در مخابرات سیار و سیستمهای بیسیم در حال استفاده اند و کماکان رقابت در زمینه کوچک کردن ابعاد آنتنها و بهینه کردن مشخصات تشعشعی آنها ادامه دارد. در این بخش به‌طور خلاصه به مرور اصول، تعاریف مشخصات تشعشعی آنتنها پرداخته شده است.
1-2) تقسیم بندی نواحی اطراف یک آنتن
فضای اطراف یک آنتن به دو ناحیه تقسیم میشود. اولین ناحیه بعد از آنتن، ناحیه آنتن و ناحیه خارج از آن، ناحیه بیرونی نامیده میشود. مرز دو ناحیه کره ای است که مرکزش، مرکز آنتن وسطح آن از دو انتهای آنتن عبور میکند. نسبت این کره مرزی به آنتن نیم موج دو مخروطی متقارن در شکل 1-1 نشان داده شده است
برای متمایز کردن میدانها در فاصله دور و نزدیک آنتن، می توان ناحیه بیرونی را به دو ناحیه تقسیم کرد که فاصله نزدیک آنتن شامل میدانهای نزدیک ناحیه فرنل[1] نام دارد و میدان در فاصله دور را ناحیه دور یا ناحیه فرانهوفر[2] می‌خوانند.
می توان ثابت کرد فواصل بزرگتر از نسبت به آنتن شامل میدانهای راه دور آنتن است. طول موج کاردر فضای آزاد و بزرگترین بعد آنتن است.
در ناحیه فرانهوفر مولفه های میدان عرضی و مستقل از فاصله شعاعی است که میدان در آن محاسبه میشود. در صورتی که در ناحیه فرنل ممکن است مولفه های میدان به صورت شعاعی تغییر کنند که در نتیجه نمودار تشعشعی [1] میدان بطور کلی تابعی از شعاع خواهد بود ]2[.
1-3) شدت تشعشعی آنتن
توان تشعشع شده از یک آنتن در واحد زاویه فضایی، شدت تشعشعی U (وات بر استرادیان) خوانده میشود]2[.
شکل زیر یک عنصر زاویه فضایی را نشان میدهد(شکل1-3) .
1-4) نمودارهای تشعشعی[1]
با حرکت یک آنتن کاوشگر[2] شکل1-4)الف) در یک فاصله ثابت حول یک آنتن آزمون می توان نمودار تشعشعی را بصورت یک تابع مختصات زاویه اندازه گیری کرد. در شکل1-4(الف)هر نمودار تشعشعی در صفحات ثابت موسوم به یک نمودار تشعشعی صفحه E [3] است ، زیرا بردار الکتریکی کاملا در آن قرار دارد. نمودار تشعشی در یک صفحه عمود بر صفحه E که از وسط دوقطبی آزمون می گذرد (صفحه xy) موسوم به نمودار تشعشعی صفحه[4]H است، زیرا بردار میدان مغناطیسی کاملا در آن جای دارد. به عنوان مثال نمودارهای تشعشی صفحه E و صفحه H برای یک آنتن ساده دوقطبی نیم موج به ترتیب در شکل 1-4 (ب) و شکل 1-4 (ج) نشان داده شده است. این نمودارها را می توان برای مولفه های مختلف میدان E و H و حتی توان رسم کرد.
تشعشع کامل دوقطبی ایده آل به صورت یک نمای ایزومتریک [1] در شکل 1-5 با یک برش نشان داده شده که بصورت یک چنبره بدون سوراخ است و به نمودار تشعشی همه جهتی[2] معروف است، زیرا در صفحه xy یکنواخت میباشد. هنگامی که پژوهشگر به آنتنهای جدید برخورد میکند، باید سعی کند که تشعشع کل را در دو یا چند نمودار تشعشی بیان کند
و...
