دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
چکیده
آنالیز آنتن شکافی به تدریج بازشونده خطی به روش TLM
آنتن های شکافی به تدریج بازشونده توسط پهن کردن یک شکاف روی دی الکتریک بدست می آیند. این آنتن ها با ابعاد کوچک در حدود دو برابر طول موج در باند 1 الی 40 گیگاهرتز قابل استفاده هستند. سبکی و کم حجمی این آنتن ها باعث شده است که به راحتی در آرایه ها قابل استفاده باشند. این آنتن ها به علت نداشتن میدان یکنواخت در دهانه آنتن و شکاف بازشونده به صورت بسته قابل بررسی نیستند و بایستی به یکی از روش های عددی آنالیز شوند.
ما از روش TLM جهت مدل کردن آنتن استفاده کرده ایم . در این روش محیط توسط نودهای سه بعدی مدل شده و پارامترهای این نودها باتوجه به مشخصات محیط تعیین می شوند و طبق ماتریس اسکترینگ پالس از یک پورت نود به پورت های دیگر منتقل می شود. در زمان بعدی پالس های به وجود آمده در پورت ها به پورت های مجاور منتقل می ش وند. این پردازش بایستی تا زمانی تکرار شود که پاسخ به حالت پایدار برسد . پاسخ های به دست آمده در حوزه زمان هستند و جهت داشتن پاسخ در حوزه فرکانس از این پاسخ ها تبدیل فوریه گسسته گرفته می شود. (DFT)
میدان دور آنتن نیز توسط تئوری انتشار دریچه ها به دست می آید.
با استفاده از نرم افزار نوشته شده که آنتن های مذکور را به روش TLM مدل و آنالیز می کند، مشخصات این نوع آنتن ها به صورت زیر بدست آمده است. میدان الکتریکی (E-Plane) باریک تر می شود و در صفحه میدان مغناطیسی (H-Plane) ثابت می ماند.
– تشعشع آنتن از سمت انتهای آنتن بوده (End fire) و پهنای باند وسیعی دارد.
– در پترن دور آنتن لوب های کناری مشاهده نمی شوند (به علت اینکه دهانه آنتن در فرکانس کار کمتر از یک طول موج است).
مقدمه
آنتن های شکافی به تدریج بازشونده در سال 1979 برای اولین بار توسط گیبسون (Gibson) معرفی شدند. در آن زمان امکانی برای آنالیز این آنتن ها وجود نداشت و این بدان علت است که روش های عددی محاسبه گرهای با حافظه و سرعت بالا نیاز دارند. محققان مختلف آزمایشات زیادی را انجام داده اند که نتایج نشان داده است. آنتن های شکاف دار به تدریج بازشونده دارای پهنای باند وسیع هستند. ساختمان مسطح و کوچک این آنتن ها اجازه می دهد که به راحتی در ساختن آنتن های مجتمع مورد استفاده قرار گیرند و طراحی آرایه های آنتنی را به صورت ساده میسر می سازند.
این نوع آنتن ها در دهه اخیر توسط روش ممان با تقریب بالا آنالیز شده است. روش ممان با اینکه قادر نبود آنتن را بطور دقیق آنالیز کند، به محاسبات پیچیده نیز نیازمند است اما اینک ما از روش TLM (Transmission Line Matrix استفاده کرده ایم که محاسبات آن از سادگی قابل توجهی برخوردار است و شبیه سازی بدون تقریب انجام می شود و از معایب این روش می توان به عدم سادگی مدل کردن و نیاز داشتن به پردازش گر با سرعت و حافظه بالا اشاره کرد که باتوجه به رایانه های موجود این مورد نیز قابل صرفنظر کردن است.
پایه روش TLM تئوری انتشار ه ایگنس و ابزار آن مدارات الکتریکی است که این ابزار برای مهندسین رشته برق شناخته شده است.
روش TLM که بطور مفصل تشریح خواهد شد می تواند برای مدل کردن اکثر مسائل الکترومغناطیس بکار رود.
این جزوه شامل پنج فصل به شرح زیر و یک خلاصه به زبان انگلیسی است.
فصل اول: در این فصل اهداف و پیشینة تحقیق، تئوری انتشار هایگنس و شباهت مدارات الکتریکی به پدیده های فیزیکی عنوان شده است.
فصل دوم: خطوط انتقال که ابزار اصلی شبیه سازی به روش TLM می باشد در این فصل تشریح شده است.
فصل سوم: مدل گسسته المان های فیزیکی مورد لزوم تشریح شد ه و مثالی برای محاسبه به روش گسسته جهت مشخص کردن میزان خطا نسبت به شرایط مسئله و مدل آن عنوان شده است.
فصل چهارم: در این فصل در بخش اول روش TLM به صورت یک بعدی تشریح شده است و خواننده را برای مطالعه شبیه سازی دوبعدی و سه بعدی آماده می کند.
در بخش دوم این فصل روش TLM به صورت دوبعدی تشریح شده که شامل، ماتریس اسکترینگ برای محیط های مختلف، مرزهای جاذب و هادی و معادلات لازم برای انواع پورت های در زمان های مختلف است.
در بخش سوم این فصل روش سه بعدی TLM تشریح شده که شامل، گره جونز (Johns) و ماتریس اسکترینگ برای مدل های مختلف است و در اصل توسعه روش دوبعدی می باشد.
فصل پنجم: این فصل شامل تشریح آنتن های شکافی به تدریج بازشونده، نحوه مدل کردن آنتن های شکافی به تدریج بازشونده خطی به روش TLM، نحوه کاربرد نرم افزار نوشته شده، خروج نرم افزار برای ابعاد مختلف آنتن مورد بحث، است.
تعداد صفحه : 175
فهرست مطالب:
فصل اول : کلیات
1 هدف................................................................................................................................ 2 -1
2 پیشینه تحقیق.............................................................................................................. 3 -1
3 روش کار و تحقیق......................................................................................................... 4 -1
TLM فصل دوم : تئوری خطوط انتقال در
1-2 پاسخ گذرا در خط انتقال................................................................................................................... 11
2-2 پاسخ دائمی سینوسی خط انتقال .................................................................................................... 17
3-2 تجزیه و تحلیل مدلهای سیتمهای گسسته.................................................................................... 22
فصل سوم : مدل گسسته المانهای فشرده
1-3 مدل لینک و استاب در خازنها.......................................................................................................... 28
2-3 مدل لینک و استاب در سلفها........................................................................................................... 38
3-3 مثالهائی از ترکیب و لینک................................................................................................................ 44
TLM فصل چهارم : مدل یک , دو , سه بعدی
48...................................................................................................................... TLM 1-4 مدل یک بعدی
66........................................................................................................................ TLM 2-4 مدل دو بعدی
100.......................................................................................................................TLM 3-4 مدل سه بعدی
فصل پنجم : شبیه سازی و آنالیز آنتنهای شکافی بتدریج باز شونده
1-5 آنتنهای شکافی بتدریج باز شونده.................................................................................................... 132
2-5 مدل سازی............................................................................................................................................ 134
3-5 نرم افزار................................................................................................................................................. 143
نتیجه گیری.................................................................................................................................................... 156
فهرست منابع.................................................................................................................................................. 157
فهرست نامها ................................................................................................................................................... 159
چکیده انگلیسی
