12371

12371

طراحي و بهينه سازي و ساخت يك آنتن پهن باند جهتي

كارشناسي ارشد

برق - مخابرات - ميدان

اسفند 1391

اسفند 1391

دكتر محمد خلج امير حسيني

چكيده اگر چه، چند سالي است كه فناوري UWB بعنوان يك پيشرفت چشمگير در ارتباطات بي‌سيم باند وسيع مورد توجه قرار گرفته است، ولي قدمت اين فناوري به حدود 40 سال پيش مي‌رسد. تكنيك بكار رفته در سيستم‌هاي مخابراتي UWB از ساير تكنيك‌هاي مخابراتي متمايز مي‌باشد، چرا كه براي تبادل اطلاعات بين فرستنده و گيرنده از پالس‌هاي راديويي خيلي باريك استفاده مي‌كنند. آنچه كه دراين فناوري اهميت دارد آن است كه همه عناصر به كار گرفته شده در آن، بتوانند اين پالس‌ها را بدون اعواج و پراكنش عبور دهند. يكي از اين عناصر كه جزء حياتي‌ترين عناصر محسوب مي‌شود، آنتن است. يك آنتن UWB بايد بتواند كليه مولفه‌هاي پالس مورد نظر را تشعشع نمايد، يا به عبارت ديگر بايد بتواند پالس رسيده را با كمترين اعوجاج و پراكنش در درون فضا منتشر سازد ( البته در حالت گيرنده عكس اين فرايند بايد صورت گيرد). در ابتدا مروري جامع بر انواع روش‌هاي توصيف آنتن‌هاي پهن‌باند صورت مي گيرد كه در نوع خود كم ‌نظير مي‌باشد. از ميان روش‌هاي مختلف براي توصيف آنتن معيار تاخير گروه به علت سهولت در اندازه‌گيري برمي گزينيم. براي كاربردهاي پهن باند دو نوع آنتن طراحي گرديد. اولين آنتن براي كاربردهاي پالسي، يعني زماني كه از كل باند استفاده مي‌كنيم و دومين آنتن براي كاربردهاي پهن باند زماني كه فقط بخشي از پهناي باند وسيع را در هر لحظه استفاده مي‌كنيم. در طرح نخست از يك روند بهينه‌سازي صرف استفاده نموديم و توانستيم به آنتني با ضريب اطمينان 0.99 و تغييرات تاخير گروه كمتر از 0.2ns در كل باند دست يابيم. اين طرح نسبت به طرح‌هاي مشابه ديگر ساده‌تر و پياده سازي آن آسان‌تر مي‌باشد. در طرح دوم به دنبال آنتني با بهره ثابت در كل باند بوديم. بدين منظور تغييراتي در ساختار آنتن ايجاد نموديم. در انتها آنتني با بيم متقارن در دو صفحه افقي و سمتي حاصل گرديد كه تغييرات بهره آن در كل باند حداكثر 1dB مي‌باشد. در پايان نيز ابتدا مكانيزيم پاشندگي به صورت فيزيكي مورد بررسي قرار گرفت و با استفاده از نتايج حاصله به محاسبه تاخير گروه آنتن هاي دو مخروطي و ويوالدي پرداخته شده و يك مدل ساده براي تاخير گروه آن ها حاصل گرديد. واژه‌هاي كليدي: آنتن، تاخير گروه، سيستم هاي پهن باند، آنتن ويوالدي