فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:103
فهرست مطالب:
پیشگفتار
*فصل اول: طرح تحقیق*
تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق
اهمیت انجام تحقیق
اهداف کلی تحقیق
هدف های ویژه تحقیق
روش انجام تحقیق
*فصل دوم: مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن*
تاریخچه
انواع آنتن ها از نظر کاربرد
آنتن هرتز
ب) آنتن مارکنی
پ) آنتن شلاقی
ت ) آنتن لوزی ( روبیک)
ث) آنتن V معکوس
ج) آنتن ماکروویو
چ) آنتن آستینی
ح) آنتن حلزونی
ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA
پارامترهای آنتن
نمودار پرتو افکنی آنتن ها
دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی
نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی
نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین
نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده
جهت دهندگی آنتن ها
پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان
شعاع های فرعی آنتن ها
مقاومت پرتو افکنی آنتن
امپدانس ورودی آنتن
سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها
طول موثر آنتن
پهنای نوار فرکانس آنتن ها
پلاریزاسیون آنتن ها
پلاریزاسیون خطی
پلاریزاسیون دایره ای
پلاریزاسیون بیضوی
ساختمان مکانیکی آنتن ها
اندازه آنتن
نصب آنتن ها
خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها
رسانا و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها
محافظت آنتن در برابر عوامل جوی
*فصل سوم: شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم*
سخت افزار شبکه
شبکه های ﭘخشی(broadcast network)
شبکه های همتا به همتا (peertopeer network)
شبکه های شخصی (personal area network)
شبکه های محلی (local area network)
شبکة شهری(Mtropolitan Area Network)
شبکة گسترده (Wide Area Network)
شبکة بی سیم (wireless network)
شبکة شبکه ها (internetwork)
نرم افزار شبکه
لایة فیزیکی (Physical layer)
زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)
لایة شبکه
لایة انتقال(Transport layer)
لایة کاربرد (Application layer)
شبکه های محلی بی سیم
ﭘشتة ﭘروتکل
لایة فیزیکی در
شبکه های بی سیم باند گسترده
لایة فیزیکی در
*فصل چهارم: آنتن های هوشمند*
بخش اول:آنتن های هوشمند در شبکه های بی سیم
تداخل هم کانال
ثرات محوشدگی
جوانب تکنولوژی سیستم آنتن هوشمند
مدلهای کانال
مدل لی Lee s Model
A Model of Discreteiy Didposed , Uniform set Of Evenly
Spread scatterers
مدل ماکروسل (Macro cell Model)
مدل باند عریض میکروسل (Macrocell Wide Band Model)
Gaussian Wide – sene stionary ,uncorrelated scattering
(GWSSUS)model
مدل زاویه دریافت گاوسی (Gaussian angle of)
مدل کانال با بردار متغیر زمانی (Time –varyingvector channel model)
مدل شهری واقعی(typical urban (tu/model))
مدل شهری بد(Bad urban (Bu) model)
آرایه های هوشمندآنتن و بهره های مختلف
انواع آنتن های هوشمند
ردیابی وتکنیک های بیم آرایه سوئیچ شده
راهبردهای شکل دهی بیم ثابت
پردازش آرایه از طریق شکل دهی بیم
الگوریتم های پایه شکل دهی سیگنال
ترکیب های آرایه ای تنظیمی
ترکیب آرایه پرتو سوئیچ شده
مثال
نکات نتیجه گیری شده
بخش دوم: آنتن های آرایه فازی
تاریخچه
انواع آرایه ها
آرایه های خطی (Linear Array)
آرایه های مسطح (Planar Array)
ویژگی های آرایه فازی
تکنولوژی شیفت دهنده فاز
تکنولوژی شیفت دهنده فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر
*فصل پنجم:نتیجه و ﭘیشنهاد*
فهرست اشکال
شکل2.1:آنتنVمعکوس
شکل 2.2 : آنتن های بوقی مستطیلی. الف- بوق قطاعی صفحه H ؛ ب - بوق
قطاعی صفحه
E ؛ ج- بوق هرمی.
شکل 2.3 : الف- آنتن دو مخروطی نا محدود ؛ ب- آنتن دو مخروطی محدود
شکل2.4: الف- پرتو تشعشعی یک آنتن دو مخروطی نامحدود ؛ ب- آنتن دیسک و
مخروط
شکل 2.5 : آنتن حلزونی
شکل 2.6: دستگاه مختصات کروی
شکل2.7 : نمونه نمودار پرتو افکنی سه بعدی
شکل 2.8: نمودار پرتو افکنی میدان الکتریکی یک آنتن.
شکل2.9: ترتیب آنتن ها در تعیین نمودار پرتو افکنی
شکل 2.10: نمودار پرتو افکنی یک آنتن عملی.
شکل2.11: مدار معادل آنتن از نظر پرتو و تلفات
شکل2.12: آنتن متصل به بار و مدار معادل تونن آن؛ الف: آنتن ب:
مدار معادل
شکل2.13:آنتن خطی به طول
شکل2.14: وضعیت آنتن فرکانس 30 کیلو هرتز
شکل 1،3: لایه ها و پروتکل ها و واسطه ها
شکل 3,2:انتقال اطلاعات در یک شبکه 5 لایه
شکل 3،3: پشته پروتکل 802.11
شکل3,4:پشته پروتکلی16,802
شکل3,5: محیط انتقال در 802.16.
شکل 3,6: فریم ها و برش های زمانی در روش) TDD(Time Division
Duplexing 54
شکل 4.1: مدل لی (ES انتشار دهنده موثر ؛ MU: ایستگاه پایه ؛ AE عنصر
آرایه)
شکل 4.2: یک مجموعه ای انتشار دهنده های یکسان که بطور یکنواخت و مجزا
از هم قرار گرفته اند.(ES: انتشار دهنده های موثر، BS: ایستگاه مرکزی)
شکل4.3: مدل میکروسل یک کانال بی سیم (BS: ایستگاه مرکزی , MU: واحد متحرک)
شکل 4.4: کانال بی سیم مدل باند عریض محیط میکروسل:
(MU, BS منطقه بیضی هستند)
شکل 4.5: مدل کانال بی سیم روی یک پرتو دلخواه از انتشار دهنده های بنا
نهاده شده است.
هر انتشار دهنده یک دسته ای ازانتشار دهنده های کوچکتر است.
شکل 4.6: مدل زاویه دریافت گاوسی ویژه یک پرتو یک واحد انتشار دهنده ها:
انتشار یک سیگنال واحد اصلی است.
شکل 4.7: مدلRay leighمربوط به محیط همزیستی انتشار دهنده های محلی
(local scatterer) و انتشاردهنده های اصلی.
شکل 4.8:محیط کانال سمتی شهری بد با یک جفت از پرتوهای اولیه و ثانویه
شکل4.9: طرح ترکیبی اختلافها به صورت انتخابی بر مبنای بیشترین SNR خروجی
پایه ریزی شده است.
شکل 4.10: روش ترکیب بر مبنای بیشترین درصدSNR
شکل 4.11: طرح ترکیب بر مبنای بهره مساوی: خروجی مطابق با جمع هم فازها
از سیگنال های شاخه آرایه می باشد.
شکل4.12: ترکیب آنتن هوشمند و بخشهای کنترل سیگنال مربوطه.
شکل 4.13: مثالی از یک ماتریس Blass: یک ساختار سه عنصره جهت
تولید سیم کناری عریض. ماتریس
شکل 14،4: تکنیک های شکل دهی بیم؛
(a): روش پایه باند (b).DOA/los: استراتژی مشخص طراحی.
شکل 4.15: بیم های مستقیم برای یک آنتن هوشمند
شکل 4.16: ترکیب آرایه سازگار: (a) مدل Applebaum (b) مدل
widrow 81
شکل 4.17: یک پایه دو بیم ماتریس .Butler BMP#1): بیم شکل یافته با
پورت ورودی#1) 82
شکل:4.18 هیبرید چهار گانه ابتدایی ناشی از کاربرد کاربرد یکTجادویی:
یک آرایه دو المانه؛
Tجادویی؛ بیم در برابر پورت های بر انگیخته شده؛و مسیر تاخیر بهبود
یافته از بیم پورت 4.
شکل 4.19:هیبرید چهارگانه تزویج شده بر مبنای راستا(الف):هیبرید تزویج
شده پهلویی؛
(ب)هیبرید تزویج شده عمودی؛S:شکاف تزویج شده در فضای حائل بین دو موجبر؛
و،ML:ظرفیت منطبق شده.
شکل 4.20: ترکیب چهار موقعیت در پرتو قابل سوئیچ برای استفاده در
ماتریس Butlar: (ps): شیفت دهنده فاز)
شکل4.21 : نمایش نقش هیبریدچهارگانه در ماتریس Butler چهارالمانی:
هیبرید یک اختلاف فاز درجه را در ارسال عرضه می کند.
شکل 4.22:پیاده سازی آنتن هوشمند با سوئیچ قابل برنامه ریزی
شکل 4.23:آرایه خطی.
شکل4.24: آرایه فازی از نوع مسطح.
شکل 4.25:آرایه مسطح مستطیلی.
شکل 4.26:سوییچ های میکروالکترومکانیکال
شکل 4.27:شیفت دهنده ی فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:24
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
اختراع آنتن 2
آنتن هاى هوشمند 3
معرفی تکنولوژی آنتنهای هوشمند در شبکههای بدون سیم (استفادة بهینه از باند فرکانسی ) 7
آنتن فضایی ناسا 16
آنتن RFID 17
آیا تشعشعات ساطع شده از آنتن های BTS تلفن همراه مضرر است ؟ 18
آزمایشگاه آنتن ( اولین آزمایشگاه آنتن در ایران ) 22
منابع 23
چکیده:
اختراع آنتن
دید کلی:
آنتـــــن وسیلهای است ، که در رادیو و تلویزیون مورد استفاده قرار میگیرد ، کار آنتن گیرنده گرفتن امواجی است، که از دستگاه فرستنده منتشر گشته و بعد از پیمودن راه درازی ضعیف شده است. آنتن این فیزیک امواج ضعیف را میگیرد و به آمپلیفایر دستگاه می سپارد، تا دوباره قوی شوند، و به صورت صدا و تصویر در آیند.
تاریخچه:
دوازده دســــــامبر سال 1901 میلادی بود که "مارکنی" در یک اتاق اجارهای دستگاه فرستندهای کار گذاشته بود، که از ساعت 15 تا 18 هر روز علایم رادیویی میفرستاد. این پیام فقط "اس" بود، که به دنبال هم از دستگاه فرستنده به صورت امواج الکترومغناطیسی صادر میشد. وی تواسته بود، این فیزیک امواج را از روی دریای مانش عبور دهد و این کار او با موفقیت همراه بود.
نحوه اختراع اولین آنتن:
مارکنی وقتی میخواست علایم رادیویی را از فراز اقیانوس اطلس بگذراند با ناکامی روبه رو شد. زیرا دستگاه گیرنده او این علایم را دریافت نکرد. وی در این موقع فقط بیست و پنج سال داشت. وقتی در حضور تماشاگران زیادی آزمایش خود را بی نتیجه دید، بدون اینکه خودش را ببازد، یک بادبادک درست کرد. یک سیم نازک به آن متصل ساخت و بادبادک را به هوا فرستاد، در حالی که انتهای پایینی این سیم به دستگاه گیرنده وصل بود.
وقتی ارتفاع بادبادک از زمین تقریبا به پنجاه متر رسید ، ناگهان گیرنده به صدا در آمد و علامتهای "اس" پشت سر هم از آن شنیده شد. مارکنی فریادی از خوشحالی برکشید. او به وسیله اولین آنتنی که ساخته بود، موفق شد. پیامهای رادیویی را بعد از طی مسافت سه هزار و پانصد کیلومتر اخذ کند. زیرا بین گیرنده و فرستنده ، اقیانوس اطلس قرار داشت. امروزه نیز گیرنده رادیویی یا تلویزیونی وقتی میتواند نتیجه مطلوب بدهد که آنتن مناسب داشته باشد.
آنتن هاى هوشمند
امروزه کوشش هاى پیگیرانه اى در جهت استفاده هرچه بیشتر از امواج به جاى سیم ها در دنیاى کامپیوتر در حال انجام است که برخى از آنها به نتیجه مطلوب رسیده ولى برخى هنوز در مراحل آزمایشى و تحقیقاتى قرار دارند. ارتباطات ماهواره اى از طریق آنتن هاى عادى دریافت و ارسال (send&receive) یکى از نمونه هاى برجسته و بسیار کارا در این زمینه است که استفاده موفقیت آمیز از آن اکنون معمول گشته است. با این حال تکنیک هاى پیشرفته ترى نیز در راه هستند که از آن جمله است به کارگیرى آنتن هاى هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتى و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چیست و چه کاربردى دارد و گذشته از آن، آیا به راستى «آنتن» مى تواند «هوشمند»باشد؟
براى اینکه نسبت به سیستم آنتن هوشمند یک دید اولیه پیدا کنید، چشمانتان را ببندید و سعى کنید در حالى که یکى از دوستانتان در اطراف اتاق حرکت مى کند با او صحبت کنید. درمى یابید که مى توانید محل وى را (یا چند نفر را) بدون دیدنشان در اتاق تشخیص دهید. مهمترین علت آن عبارت است از آنکه: صداى شخصى را که صحبت مى کند از طریق دو گوشتان، که سنسورهاى صداى شما محسوب مى شوند، مى شنوید. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما مى رسد. مغز شما که یک پردازشگر سیگنال حرفه اى است، محاسبات زیادى را انجام مى دهد تا همبستگى اطلاعات را با هم پیدا کرده و محل شخص صحبت کننده را پیدا نماید. مغز شما همچنین توان سیگنال صداى دریافتى از دو گوش را با هم جمع مى کند. بنابراین صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهاى دیگر دریافت خواهید کرد. سیستم هاى آنتن تطبیقى هم همین کار را انجام مى دهند، که در آن به جاى گوش از آنتن استفاده شده است. ولى فرق این دو در آن است که آنتن ها، دستگاه هایى دوطرفه هستند و مى توانند سیگنالى را در همان جهت که سیگنال اول دریافت کرده اند بفرستند. بنابراین با استفاده از «چند» آنتن مى توان سیگنال را «چند» بار قوى تر دریافت و ارسال کرد.
نکته بعدى اینکه اگر چند نفر با هم صحبت کنند، مغز شما مى تواند تداخل را حذف کرده و در یک زمان خاص روى یک مکالمه خاص تمرکز کند. سیستم هاى ارائه تطبیقى پیشرفته هم مى توانند بین سیگنال مورد نظر و سیگنال هاى ناخواسته تفاوت قائل شوند.
اکنون به تعریف آنتن هوشمند نزدیک مى شویم: یک سیستم آنتن هوشمند از چند المان با قابلیت پردازش سیگنال استفاده مى کند تا تشعشع و یا دریافت را در پاسخ به محیطى که سیگنال در آن وجود دارد بهینه نماید.
• نقش آنتن در یک سیستم مخابراتى
آنتن در سیستم هاى مخابراتى بیشتر از تمام بخش هاى دیگر از معرض دید دور مانده است. آنتن دریچه اى است که انرژى فرکانسى رادیویى را از فرستنده به دنیاى خارج و از دنیاى خارج به گیرنده کوپل مى کند. روشى که طى آن انرژى به فضاى اطراف توزیع و از آن دریافت مى شود اثرى بسیار جدى روى استفاده موثر از طیف، برقرارى شبکه هاى جدید و کیفیت سرویس ایجاد شده از این شبکه ها دارد. به طور کلى دو نوع آنتن داریم: آنتن همه جهتى و آنتن یک جهتى.
• آنتن هاى همه جهتى
از روزهاى اولى که ارتباط بدون سیم شروع شد، از آنتن همه جهتى استفاده مى شد که این آنتن در همه جهات سیگنال را به خوبى دریافت و منتشر مى کند. الگوى این آنتن همه جهتى شبیه به قطرات آب است که پس از برخورد یک جسم به آب، از سطح آب خارج مى شوند. در این نوع آنتن به علت این که اطلاعاتى از محل قرار گرفتن کاربرها در دست نیست، سیگنال پراکنده مى شود و تنها درصد کوچکى از سیگنال به هر کاربر مى رسد.
با وجود این محدودیت روش هاى همه جهتى سعى مى کنند این مشکل را با زیاد کردن توان تشعشعى سیگنال هاى ارسال شده رفع نمایند. در صورت وجود چند کاربر (یا چند منبع تداخل) مشکلات زیادى ایجاد مى شود زیرا سیگنال هایى که به کاربر مورد نظر نرسند براى کاربران دیگر که به عنوان مثال در سیستم سلولى در سلول مجاور قرار دارند، تداخل ایجاد مى کنند. روش هاى همه جهتى راندمان طیف را کم کرده و استفاده مجدد از فرکانس را محدود مى کنند. این محدودیت ها باعث مى شود که طراحان شبکه دائماً مجبور به اصلاح شبکه با هزینه هاى گران باشند. در سال هاى اخیر محدودیت هاى تکنولوژى در مورد کیفیت، ظرفیت و پوشش سیستم هاى بى سیم باعث ایجاد تغییرات در طراحى و قوانین آنتن در سیستم هاى بى سیم شده است.
• آنتن هاى یک جهتى
یک تک آنتن نیز مى تواند طورى ساخته شود که در جهات مورد نظر دریافت و ارسال مشخصى داشته باشد. با رشد روزافزون سایت هاى فرستنده، امروزه بسیارى از سایت ها بخش هاى مشخصى را به عنوان سلول براى خود انتخاب مى کنند. یک ناحیه با شعاع ۳۶۰ درجه به ۳ زیر ناحیه ۱۲۰ درجه تقسیم و هر یک توسط یک روش انتشارى پوشش داده مى شود.
آنتن هاى هر بخش در یک محدوده مشخص «گین» بیشترى را نسبت به یک آنتن همه جهتى ایجاد مى کنند. منظور از گین بهره خود آنتن است و این به بهره هاى پردازشى که در سیستم هاى آنتن هوشمند وجود دارد مربوط نمى شود. با اینکه آنتن هاى قرار داده شده در هر بخش استفاده از کانال را چند برابر مى کنند، ولى کماکان مشکل تداخل بین کانال ها را همانند آنتن هاى همه جهتى دارند.
• سیستم آنتن هوشمند
در حقیقت، آنتن ها هوشمند نیستند بلکه سیستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامى که این سیستم ها در کنار یک ایستگاه پایه قرار مى گیرند، آنتن هوشمند از یک ارائه آنتنى با قابلیت پردازش سیگنال دیجیتال براى ارسال و دریافت سیگنال به صورت حساس و تطبیقى استفاده مى کند. به عبارت دیگر، چنین سیستمى مى تواند به صورت اتوماتیک جهت الگو تشعشعى را در پاسخ به محیط سیگنال تغییر دهد. این مسئله به طرز شگفت انگیزى مشخصه سیستم بى سیم را بهبود مى بخشد.
• علت هوشمندى این نوع آنتن ها
در مکان هایى که تعداد کاربر، تداخل و پیچیدگى انتشار زیاد مى شود، به سیستم هاى آنتن هوشمند نیاز خواهد بود. هوشمندى سیستم ها به امکانات آنها براى پردازش سیگنال دیجیتال برمى گردد. مانند اکثر پیشرفت هاى مدرنى که در صنایع الکترونیک امروزى صورت گرفته است، فرمت دیجیتال از جهت دقت و انعطاف پذیرى کارکرد چند مزیت دارد. سیستم هاى آنتن هوشمند سیگنال هاى آنالوگ (نظیر صوت) را گرفته و به سیگنال هاى دیجیتال تبدیل و براى ارسال مدوله مى کنند و در سمت دیگر دوباره آن را به سیگنال آنالوگ تبدیل مى نمایند. در سیستم هاى آنتن هوشمند این قابلیت پردازش سیگنال با تکنیک هاى پیشرفته (الگوریتم ها) ترکیب شده و براى اداره وضعیت هاى پیچیده استفاده مى شوند.
• اهداف و مزایاى یک سیستم آنتن هوشمند
دو هدف سیستم آنتن هوشمند، افزایش کیفیت سیگنال سیستم هاى رادیویى و افزایش ظرفیت از طریق افزایش استفاده مجدد از فرکانس صورت مى گیرد. گین سیگنال، ورودى چند آنتن با هم ترکیب مى شود تا توان موجود براى برقرارى سطح پوشش مورد نظر بهینه شود.
متمرکز کردن انرژى فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرویس دهى و پوشش ایستگاه پایه را افزایش مى دهد. مصرف توان کمتر عمر باترى را بیشتر کرده و تلفن همراه را کوچک تر و سبک تر مى کنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سیگنال به تداخل را افزایش مى دهند. هزینه کمتر براى تقویت کننده، مصرف توان و قابلیت اطمینان بیشترى را ایجاد خواهد کرد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:24
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
اختراع آنتن 2
آنتن هاى هوشمند 3
معرفی تکنولوژی آنتنهای هوشمند در شبکههای بدون سیم (استفادة بهینه از باند فرکانسی ) 7
آنتن فضایی ناسا 16
آنتن RFID 17
آیا تشعشعات ساطع شده از آنتن های BTS تلفن همراه مضرر است ؟ 18
آزمایشگاه آنتن ( اولین آزمایشگاه آنتن در ایران ) 22
منابع 23
چکیده:
اختراع آنتن
دید کلی:
آنتـــــن وسیلهای است ، که در رادیو و تلویزیون مورد استفاده قرار میگیرد ، کار آنتن گیرنده گرفتن امواجی است، که از دستگاه فرستنده منتشر گشته و بعد از پیمودن راه درازی ضعیف شده است. آنتن این فیزیک امواج ضعیف را میگیرد و به آمپلیفایر دستگاه می سپارد، تا دوباره قوی شوند، و به صورت صدا و تصویر در آیند.
تاریخچه:
دوازده دســــــامبر سال 1901 میلادی بود که "مارکنی" در یک اتاق اجارهای دستگاه فرستندهای کار گذاشته بود، که از ساعت 15 تا 18 هر روز علایم رادیویی میفرستاد. این پیام فقط "اس" بود، که به دنبال هم از دستگاه فرستنده به صورت امواج الکترومغناطیسی صادر میشد. وی تواسته بود، این فیزیک امواج را از روی دریای مانش عبور دهد و این کار او با موفقیت همراه بود.
نحوه اختراع اولین آنتن:
مارکنی وقتی میخواست علایم رادیویی را از فراز اقیانوس اطلس بگذراند با ناکامی روبه رو شد. زیرا دستگاه گیرنده او این علایم را دریافت نکرد. وی در این موقع فقط بیست و پنج سال داشت. وقتی در حضور تماشاگران زیادی آزمایش خود را بی نتیجه دید، بدون اینکه خودش را ببازد، یک بادبادک درست کرد. یک سیم نازک به آن متصل ساخت و بادبادک را به هوا فرستاد، در حالی که انتهای پایینی این سیم به دستگاه گیرنده وصل بود.
وقتی ارتفاع بادبادک از زمین تقریبا به پنجاه متر رسید ، ناگهان گیرنده به صدا در آمد و علامتهای "اس" پشت سر هم از آن شنیده شد. مارکنی فریادی از خوشحالی برکشید. او به وسیله اولین آنتنی که ساخته بود، موفق شد. پیامهای رادیویی را بعد از طی مسافت سه هزار و پانصد کیلومتر اخذ کند. زیرا بین گیرنده و فرستنده ، اقیانوس اطلس قرار داشت. امروزه نیز گیرنده رادیویی یا تلویزیونی وقتی میتواند نتیجه مطلوب بدهد که آنتن مناسب داشته باشد.
آنتن هاى هوشمند
امروزه کوشش هاى پیگیرانه اى در جهت استفاده هرچه بیشتر از امواج به جاى سیم ها در دنیاى کامپیوتر در حال انجام است که برخى از آنها به نتیجه مطلوب رسیده ولى برخى هنوز در مراحل آزمایشى و تحقیقاتى قرار دارند. ارتباطات ماهواره اى از طریق آنتن هاى عادى دریافت و ارسال (send&receive) یکى از نمونه هاى برجسته و بسیار کارا در این زمینه است که استفاده موفقیت آمیز از آن اکنون معمول گشته است. با این حال تکنیک هاى پیشرفته ترى نیز در راه هستند که از آن جمله است به کارگیرى آنتن هاى هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتى و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چیست و چه کاربردى دارد و گذشته از آن، آیا به راستى «آنتن» مى تواند «هوشمند»باشد؟
براى اینکه نسبت به سیستم آنتن هوشمند یک دید اولیه پیدا کنید، چشمانتان را ببندید و سعى کنید در حالى که یکى از دوستانتان در اطراف اتاق حرکت مى کند با او صحبت کنید. درمى یابید که مى توانید محل وى را (یا چند نفر را) بدون دیدنشان در اتاق تشخیص دهید. مهمترین علت آن عبارت است از آنکه: صداى شخصى را که صحبت مى کند از طریق دو گوشتان، که سنسورهاى صداى شما محسوب مى شوند، مى شنوید. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما مى رسد. مغز شما که یک پردازشگر سیگنال حرفه اى است، محاسبات زیادى را انجام مى دهد تا همبستگى اطلاعات را با هم پیدا کرده و محل شخص صحبت کننده را پیدا نماید. مغز شما همچنین توان سیگنال صداى دریافتى از دو گوش را با هم جمع مى کند. بنابراین صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهاى دیگر دریافت خواهید کرد. سیستم هاى آنتن تطبیقى هم همین کار را انجام مى دهند، که در آن به جاى گوش از آنتن استفاده شده است. ولى فرق این دو در آن است که آنتن ها، دستگاه هایى دوطرفه هستند و مى توانند سیگنالى را در همان جهت که سیگنال اول دریافت کرده اند بفرستند. بنابراین با استفاده از «چند» آنتن مى توان سیگنال را «چند» بار قوى تر دریافت و ارسال کرد.
نکته بعدى اینکه اگر چند نفر با هم صحبت کنند، مغز شما مى تواند تداخل را حذف کرده و در یک زمان خاص روى یک مکالمه خاص تمرکز کند. سیستم هاى ارائه تطبیقى پیشرفته هم مى توانند بین سیگنال مورد نظر و سیگنال هاى ناخواسته تفاوت قائل شوند.
اکنون به تعریف آنتن هوشمند نزدیک مى شویم: یک سیستم آنتن هوشمند از چند المان با قابلیت پردازش سیگنال استفاده مى کند تا تشعشع و یا دریافت را در پاسخ به محیطى که سیگنال در آن وجود دارد بهینه نماید.
• نقش آنتن در یک سیستم مخابراتى
آنتن در سیستم هاى مخابراتى بیشتر از تمام بخش هاى دیگر از معرض دید دور مانده است. آنتن دریچه اى است که انرژى فرکانسى رادیویى را از فرستنده به دنیاى خارج و از دنیاى خارج به گیرنده کوپل مى کند. روشى که طى آن انرژى به فضاى اطراف توزیع و از آن دریافت مى شود اثرى بسیار جدى روى استفاده موثر از طیف، برقرارى شبکه هاى جدید و کیفیت سرویس ایجاد شده از این شبکه ها دارد. به طور کلى دو نوع آنتن داریم: آنتن همه جهتى و آنتن یک جهتى.
• آنتن هاى همه جهتى
از روزهاى اولى که ارتباط بدون سیم شروع شد، از آنتن همه جهتى استفاده مى شد که این آنتن در همه جهات سیگنال را به خوبى دریافت و منتشر مى کند. الگوى این آنتن همه جهتى شبیه به قطرات آب است که پس از برخورد یک جسم به آب، از سطح آب خارج مى شوند. در این نوع آنتن به علت این که اطلاعاتى از محل قرار گرفتن کاربرها در دست نیست، سیگنال پراکنده مى شود و تنها درصد کوچکى از سیگنال به هر کاربر مى رسد.
با وجود این محدودیت روش هاى همه جهتى سعى مى کنند این مشکل را با زیاد کردن توان تشعشعى سیگنال هاى ارسال شده رفع نمایند. در صورت وجود چند کاربر (یا چند منبع تداخل) مشکلات زیادى ایجاد مى شود زیرا سیگنال هایى که به کاربر مورد نظر نرسند براى کاربران دیگر که به عنوان مثال در سیستم سلولى در سلول مجاور قرار دارند، تداخل ایجاد مى کنند. روش هاى همه جهتى راندمان طیف را کم کرده و استفاده مجدد از فرکانس را محدود مى کنند. این محدودیت ها باعث مى شود که طراحان شبکه دائماً مجبور به اصلاح شبکه با هزینه هاى گران باشند. در سال هاى اخیر محدودیت هاى تکنولوژى در مورد کیفیت، ظرفیت و پوشش سیستم هاى بى سیم باعث ایجاد تغییرات در طراحى و قوانین آنتن در سیستم هاى بى سیم شده است.
• آنتن هاى یک جهتى
یک تک آنتن نیز مى تواند طورى ساخته شود که در جهات مورد نظر دریافت و ارسال مشخصى داشته باشد. با رشد روزافزون سایت هاى فرستنده، امروزه بسیارى از سایت ها بخش هاى مشخصى را به عنوان سلول براى خود انتخاب مى کنند. یک ناحیه با شعاع ۳۶۰ درجه به ۳ زیر ناحیه ۱۲۰ درجه تقسیم و هر یک توسط یک روش انتشارى پوشش داده مى شود.
آنتن هاى هر بخش در یک محدوده مشخص «گین» بیشترى را نسبت به یک آنتن همه جهتى ایجاد مى کنند. منظور از گین بهره خود آنتن است و این به بهره هاى پردازشى که در سیستم هاى آنتن هوشمند وجود دارد مربوط نمى شود. با اینکه آنتن هاى قرار داده شده در هر بخش استفاده از کانال را چند برابر مى کنند، ولى کماکان مشکل تداخل بین کانال ها را همانند آنتن هاى همه جهتى دارند.
• سیستم آنتن هوشمند
در حقیقت، آنتن ها هوشمند نیستند بلکه سیستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامى که این سیستم ها در کنار یک ایستگاه پایه قرار مى گیرند، آنتن هوشمند از یک ارائه آنتنى با قابلیت پردازش سیگنال دیجیتال براى ارسال و دریافت سیگنال به صورت حساس و تطبیقى استفاده مى کند. به عبارت دیگر، چنین سیستمى مى تواند به صورت اتوماتیک جهت الگو تشعشعى را در پاسخ به محیط سیگنال تغییر دهد. این مسئله به طرز شگفت انگیزى مشخصه سیستم بى سیم را بهبود مى بخشد.
• علت هوشمندى این نوع آنتن ها
در مکان هایى که تعداد کاربر، تداخل و پیچیدگى انتشار زیاد مى شود، به سیستم هاى آنتن هوشمند نیاز خواهد بود. هوشمندى سیستم ها به امکانات آنها براى پردازش سیگنال دیجیتال برمى گردد. مانند اکثر پیشرفت هاى مدرنى که در صنایع الکترونیک امروزى صورت گرفته است، فرمت دیجیتال از جهت دقت و انعطاف پذیرى کارکرد چند مزیت دارد. سیستم هاى آنتن هوشمند سیگنال هاى آنالوگ (نظیر صوت) را گرفته و به سیگنال هاى دیجیتال تبدیل و براى ارسال مدوله مى کنند و در سمت دیگر دوباره آن را به سیگنال آنالوگ تبدیل مى نمایند. در سیستم هاى آنتن هوشمند این قابلیت پردازش سیگنال با تکنیک هاى پیشرفته (الگوریتم ها) ترکیب شده و براى اداره وضعیت هاى پیچیده استفاده مى شوند.
• اهداف و مزایاى یک سیستم آنتن هوشمند
دو هدف سیستم آنتن هوشمند، افزایش کیفیت سیگنال سیستم هاى رادیویى و افزایش ظرفیت از طریق افزایش استفاده مجدد از فرکانس صورت مى گیرد. گین سیگنال، ورودى چند آنتن با هم ترکیب مى شود تا توان موجود براى برقرارى سطح پوشش مورد نظر بهینه شود.
متمرکز کردن انرژى فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرویس دهى و پوشش ایستگاه پایه را افزایش مى دهد. مصرف توان کمتر عمر باترى را بیشتر کرده و تلفن همراه را کوچک تر و سبک تر مى کنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سیگنال به تداخل را افزایش مى دهند. هزینه کمتر براى تقویت کننده، مصرف توان و قابلیت اطمینان بیشترى را ایجاد خواهد کرد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:23
فهرست مطالب:
مقدمه :
نقش آنتن در یک سیستم مخابراتی
سیستم آنتن هوشمند
کاربرد تکنولوژی آنتن هوشمند
علت هوشمندی این نوع آنتن ها
آنتنهای هوشمند از گذشتههای دور
مراحل رسیدن به آنتنهای هوشمند فعلی را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
لزوم استفاده از آنتنهای هوشمند
طبقهبندی آنتن هوشمند
فواید استفاده از آنتنهای هوشمند
افزیش محدوة تحت پوشش:
افزایش عمر باتری:
ارایة سرویسهای جدید:
افزایش امنیت مکالمات:
کاهش انتشار
بزرگی اندازة فیزیکی:
electronvanic:
• آنتن هاى همه جهتى
• آنتن هاى یک جهتى
• علت هوشمندى این نوع آنتن ها
شبکه محلی بی سیم
سیستمهای ماهواره ای
مقدمه :
امروزه کوشش های پیگیرانه ای در جهت استفاده هرچه بیشتر از امواج به جای سیم ها در دنیای کامپیوتر در حال انجام است که برخی از آنها به نتیجه مطلوب رسیده ولی برخی هنوز در مراحل آزمایشی و تحقیقاتی قرار دارند. ارتباطات ماهواره ای از طریق آنتن های عادی دریافت و ارسال (send&receive) یکی از نمونه های برجسته و بسیار کارا در این زمینه است که استفاده موفقیت آمیز از آن اکنون معمول گشته است. با این حال تکنیک های پیشرفته تری نیز در راه هستند که از آن جمله است به کارگیری آنتن های هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتی و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چیست و چه کاربردی دارد و گذشته از آن، آیا به راستی «آنتن» می تواند «هوشمند»باشد؟
برای اینکه نسبت به سیستم آنتن هوشمند یک دید اولیه پیدا کنید، چشمانتان را ببندید و سعی کنید در حالی که یکی از دوستانتان در اطراف اتاق حرکت می کند با او صحبت کنید. درمی یابید که می توانید محل وی را (یا چند نفر را) بدون دیدنشان در اتاق تشخیص دهید. مهمترین علت آن عبارت است از آنکه: صدای شخصی را که صحبت می کند از طریق دو گوشتان، که سنسورهای صدای شما محسوب می شوند، می شنوید. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما می رسد. مغز شما که یک پردازشگر سیگنال حرفه ای است، محاسبات زیادی را انجام می دهد تا همبستگی اطلاعات را با هم پیدا کرده و محل شخص صحبت کننده را پیدا نماید. مغز شما همچنین توان سیگنال صدای دریافتی از دو گوش را با هم جمع می کند. بنابراین صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهای دیگر دریافت خواهید کرد. سیستم های آنتن تطبیقی هم همین کار را انجام می دهند، که در آن به جای گوش از آنتن استفاده شده است. ولی فرق این دو در آن است که آنتن ها، دستگاه هایی دوطرفه هستند و می توانند سیگنالی را در همان جهت که سیگنال اول دریافت کرده اند بفرستند. بنابراین با استفاده از «چند» آنتن می توان سیگنال را «چند» بار قوی تر دریافت و ارسال کرد.
نکته بعدی اینکه اگر چند نفر با هم صحبت کنند، مغز شما می تواند تداخل را حذف کرده و در یک زمان خاص روی یک مکالمه خاص تمرکز کند. سیستم های ارائه تطبیقی پیشرفته هم می توانند بین سیگنال مورد نظر و سیگنال های ناخواسته تفاوت قائل شوند.
اکنون به تعریف آنتن هوشمند نزدیک می شویم: یک سیستم آنتن هوشمند از چند المان با قابلیت پردازش سیگنال استفاده می کند تا تشعشع و یا دریافت را در پاسخ به محیطی که سیگنال در آن وجود دارد بهینه نماید.
نقش آنتن در یک سیستم مخابراتی
آنتن در سیستم های مخابراتی بیشتر از تمام بخش های دیگر از معرض دید دور مانده است. آنتن دریچه ای است که انرژی فرکانسی رادیویی را از فرستنده به دنیای خارج و از دنیای خارج به گیرنده کوپل می کند. روشی که طی آن انرژی به فضای اطراف توزیع و از آن دریافت می شود اثری بسیار جدی روی استفاده موثر از طیف، برقراری شبکه های جدید و کیفیت سرویس ایجاد شده از این شبکه ها دارد. به طور کلی دو نوع آنتن داریم: آنتن همه جهتی و آنتن یک جهتی.
سیستم آنتن هوشمند
در حقیقت، آنتن ها هوشمند نیستند بلکه سیستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامی که این سیستم ها در کنار یک ایستگاه پایه قرار می گیرند، آنتن هوشمند از یک ارائه آنتنی با قابلیت پردازش سیگنال دیجیتال برای ارسال و دریافت سیگنال به صورت حساس و تطبیقی استفاده می کند. به عبارت دیگر، چنین سیستمی می تواند به صورت اتوماتیک جهت الگو تشعشعی را در پاسخ به محیط سیگنال تغییر دهد. این مسئله به طرز شگفت انگیزی مشخصه سیستم بی سیم را بهبود می بخشد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:45
چکیده :
مراحل طراحی و ساخت یک اتاق آنتن در این پایان نامه مورد بحث قرار گرفته شده است. یک چنین اتاقی از ضروریات هر مؤسسه مجهز به امکانات آنتن و رادار می باشد و فضای مناسبی برای اندازه گیری مشخصات مختلف آنتن فراهم می کند. کاربرد دیگر این آنتن در امکان اندازه گیری سطح مقطع راداری اجسام می باشد. همچنین این اتاق جهت مصون ماندن نیروی انسانی از خطرات تشعشع الکترومغناطیسی در حین اندازه گیری آنتن سودمند می باشد.
علاوه بر اصول طراحی اتاق آنتن، یک نظریه ریاضی کارآمد تحت عنوان شرط مرزی جذب به صورت نوینی در این پایان نامه مطرح شده و تلفیق دو شرط مرزی جذب فیزیکی موج و مدل ریاضی آن به اختصار مطرح شده است.
لازم به ذکر است که در ابتدا به شرح تئوری ناحیه سکوت اتاق آنتن می پردازیم، سپس به روشهای مختلف اندازه گیری و محاسبه ناحیه سکوت اشاره می کنیم و بعد از آن نتایج آزمایشات انجام شده را ارائه می کنیم و مرغوبیت اتاق را مورد بررسی قرار می دهیم .
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
فصل اول: محاسبه ناجیه سکوت اتاق آنتن و تعیین کیفیت اتاق ۱
۱- مقدمه ۲
۲- تعریف “Qiet zone” و “Quietness” اتاق کنتن ۴
۳- اندازهگیری مقدار انعکاس در ناحیه سکوت ۶
۴- تحلیل نتایج آزمایش: ۱۵
۵- مقایسه بین نتایج حاصل از دو روش ۱۷
فصل دوم: طراحی و مدل سازی اتاق انتن ۲۵
۱- مقدمه ۲۷
۲- نظریه جذب امواج الکترومغناطیسی ۲۸
۳- جاذب باند باریک ۲۹
۴- جاذب باند پهن ۳۰
۵- انتخاب ماده جاذب و تهیه بلوکهای جذب ۳۱
۶- اندازهگیری مشخصات جاذبها ۳۲
۷- ناحیه سکوت آنتن ۳۳
۸- طراحی اتاق ۳۴
۹- مدلسازی ریاضی اتاق آنتن ۳۵
۱۰- نتیجه ۳۸
۱۱- پیشنهادات ۳۸
فصل سوم: گزارش ساخت اتاق آنتن ۳۹
نتیجه گیری ۴۲
فهرست مراجع ۴۳
فهرست شکلها و جداول:
عنوان صفحه
شکل شماره ۱- نمای کلی آنتن فرستنده و گیرنده……………………………………………………………… ۵
شکل شماره ۲- منحنی پترن تست شده آنتن مرجع………………………………………………………….. ۸
شکل شماره ۳- منحنی انحراف سطح توان…………………………………………………………………………… ۹
شکل شماره ۴- انحراف پترن آنتن تحت تأثیر موج انعکاس……………………………………………….. ۱۰
شکل شماره ۵- منحنی پترن موج ساکن………………………………………………………………………………. ۱۵
شکل شماره ۶- جهت حرکت آنتن………………………………………………………………………………………… ۱۸
شکل شماره ۷- مجموعة اندازه گیری توان دریافتی…………………………………………………………….. ۱۹
جدول شماره ۱- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف………………………………………… ۲۰
جدول شماره ۲- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف………………………………………… ۲۰
جدول شماره ۳- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف………………………………………… ۲۰
جدول شماره ۴- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف………………………………………… ۲۱
جدول شماره ۵- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف………………………………………… ۲۱
جدول شماره ۶- مقادیر اندازه گیری توان در زاویه های مختلف…………………………………………. ۲۱
شکل شماره ۸- زاویه بین آنتن فرستنده و گیرنده………………………………………………………………. ۲۲
شکل شماره ۹- پترن آنتن……………………………………………………………………………………………………… ۲۳
شکل شماره ۱۰- امواج انعکاس از مانع بی اتلاف…………………………………………………………………. ۲۹
شکل شماره ۱۱- انعکاس موج از مانع در محیط تلفدار……………………………………………………….. ۳۰
شکل شماره ۱۲- نمونه جاذب های الکترومغناطیسی………………………………………………………….. ۳۲
شکل شماره ۱۳- مدار نمونه ای اندازه گیری ضریب انعکاس جاذب………………………………….. ۳۲
شکل شماره ۱۴- مدار نمونه ای اندازه گیری افت انتقال جاذب…………………………………………. ۳۳
شکل شماره ۱۵- نمایی از اتاق آنتن……………………………………………………………………………………… ۳۵
شکل شماره ۱۶- مقایسه جذب موج در روش پیشنهادی و روش MUR………………………….. 37