پروژه آنتن های فرکتال  – پایان نامه آنتن های فرکتال – مقاله آنتن های فرکتال

چکیده 

فرکتالها اولین بار توسط بنوآمندلبرات (BENOIT MANDELBROT) در سال ۱۹۷۵ به عنوان راهی برای طبقه بندی ساختارهایی که ابعادشان اعداد صحیح نبودند تعریف شد. این هندسه ها (ساختارها) قبلا برای توصیف وقایع منحصر به فرد در طبیعت که با هندسه اقلیدسی تعریف آنها مشکل بود، استفاده شده بودند. شامل طول خطوط ساحلی، چگالی ابرها، و شاخه های درختان.

آنتن,آنتن های فرکتال,فرکتال,fractal,پایان نامه آنتن های فرکتال,مقاله مخابرات,آنتن های حلقوی فرکتال,کاربرد انتن های فرکتال,پروژه آنتن های فرکتال,مقاله انتن های فرکتال,مقاله آنتن,پروژه آنتن,آنتن های دوقطبی فرکتال,انتن های چندباندی فرکتال,پروژه های برق,مقالات برق,مقاله برق,پایان نامه برق,پروژه انتن های دوقطبی فرکتال,پروژه آنتن های چندباندی فرکتال,انواع آنتن,

طراحی آنتن می تواند از مطالعه این هندسه منتفع شود. بررسی هندسه هایی که ابعادشان به اعداد صحیح محدود نمی شود منجر به کشف آنتهایی با خصوصیات بهبود یافته نسبت به آنتنهای امروزی می شود. آنتنهای فرکتال نشان داده اند که امکان کوچک کردن آنتنها و بهبود تطبیق ورودی را دارند. دسته های معینی از آنتنهای فرکتال را می توان برای عملکرد موثر در باندهای فرکانسی متعدد پیکربندی می نمود.

برای ادامه توضیحات و دانلود به ادامه مطلب بروید

 

سه مزیت متمایز در استفاده از آنتنهای فرکتال وجود دارند که در این پایان نامه مطالعه شده اند. اول هندسه های فرکتالی را برای کوچک کردن حلقه های تشدید و آنتنهای دو قطبی می توان پیاده سازی کرد. همچنین طراحی با هندسه های فرکتالی می تواند به محدودیتها فائق آید.

بهبود مقاومت ورودی آنتنها که معمولا تطبیق آنها با خطوط انتقال تغذیه کننده ی آنتن مشکل است. همچنین ذات و طبیعت خود مشابه (SELF _ SIMILAR) در هندسه فرکتالی را می توان برای عملکرد یک آنتن در فرکانسهای متعدد به کاربرد آنتنهای فرکتالی را می توان در کاربردهای متعددی به کاربرد، مخصوصا جائیکه فضا محدود است. مثالی از بهره برداری از مزایای فرکتالها در سیستمهای آنتن آرایه های فازی هستند، که فرکتالها قادرند تزویج متقابل را کاهش دهند و زاویه های جاروب (SCAN) کوچکتری را میسر می سازند.

 

 

طرح کلی کار

در این پایان نامه هندسه های فرکتالی متعددی به عنوان آنتن مورد بررسی قرار گرفته اند. تعداد نامحدودی از هندسه های ممکن برای امتحان کردن وجود دارد. آنهایی که در اینجا امتحان شده اند دیدگاه کلی از بسیاری از طبقات مختلف و ویژگی های متفاوت آنها به ما می دهد. فرکتالهایی که اینجا مورد بررسی قرار گرفته اند، همگی قطعی یا قطع شده هستند. (قطع شده یعنی آن طبیعت خود مشابهه آنها تا بینهایت تکرار نشده است).

فرکتالهای قطعی دارای هندسه ای از پیش تعریف شده ای هستند. فرکتالها می توانند اجزای تصادفی در خود داشته باشند که به ما اجازه می دهند مدل سازی بهتری از عدم قطعیت در طبیعت داشته باشیم. اگر سرخس مربوط به قسمت قبل را دوباره مشاهده کنیم می بینیم که رگه های هر برگ به تنهایی طول های متفاوتی دارند. فرکتالهایی که برای تولید مدلهای ریاضی استفاده می شوند، همچنین میسر می سازند که رگه ها دارای طول های متفاوت باشند. تمامی فرکتالهایی که در اینجا مورد مطالعه قرار گرفته اند این کیفیت تصادفی را ندارند. هر کدام از فرکتالهایی که در اینجا مورد بحث قرار گرفته اند، دارای روش قابل تکرار و از پیش تعیین شده ای هستند.

جنبه ی کلیدی دیگری در استفاده از فرکتالها به عنوان آنتن، نیاز به قطع روند تولید است. در حالیکه یک فرکتال ایده آل دارای پیچیدگی بینهایت است. مثل طول دائما در حال افزایش یک خط ساحلی.

جزئیات بینهایت کوچک، عملکرد یک تشعشع کننده را تحت تاثیر قرار نمی دهند. مکان قطع چیزی نیست که در اینجا بتوان به طور عمومی برای تمامی فرکتالهایی که در اینجا مورد مطالعه قرار گرفته اند بحث کرد. در عوض در هر بخش به تنهایی این مطلب برای هرکدام از هندسه ها به طور ویژه مورد بررسی قرار گرفته است. در این پایان نامه عملکرد آنتنهای تولید شده بوسیله ی تعداد بسیار زیادی از تکرارها مورد بررسی قرار گرفته اند.

مفهوم تولید فرکتالها بوسیله ی تکرار به بهترین شیوه با مثالهایی در ابتدای هر قسمت برای هندسه ی مرتبط با آن بحث شده است.

فرکتالها به عنوان آنتن بوسیله ی روش ممان (گشاور) شبیه سازی شده اند. اصول روش شبیه سازی و کد مرتبط با آن در فصل ۲ مورد بررسی قرار گرفته است.

بعلاوه بسیاری از این آنتنها ساخته شده اند. این روشها در فصل ۳ مورد بررسی قرارگرفته است.

طبقه ای از فرکتالها که مورد بررسی قرار می گیرند در واقع سه مورد از آنها، دو قطبی های فرکتال، حلقه های فرکتال و آنتنهای چند بانده ی فرکتال هستند. بعلاوه کاربردهایی که در آنها از آنتنهای فرکتال مورد استفاده قرار می گیرند نیز مورد بحث قرار گرفته اند.

دو قطبی های فرکتال آنتنهای سیمی هستند. ساختار فرکتال در یکی از دو طرف تولیدکننده، نصب شده است. این آنتنها اغلب با دو قطبی های مستقیم که در حالت تشدید قرار گرفته اند مقایسه شده اند. می توان انتظار داشت که استفاده از فرکتال ها به عنوان یک دو قطبی مستقیم اقلیدسی می تواند باعث کوچک شدن یا مینیاتوری شدن آنتن ها شوند در حالیکه همان عملکرد حفظ شود. ساختارهایی که مورد مطالعه قرار گرفته اند از جمله فرکتال کچ یک ساختار فرکتال درختی و نسخه سه بعدی از درخت فرکتالی می باشند که هندسه هر کدام از آنها با جزئیات در فصل ۵ مورد بحث قرار گرفته است.

آنتنهای حلقوی فرکتال، جزیره ای از فرکتالهای نزدیک به هم هستند که به عنوان آنتنهای حلقوی تغذیه می شوند. این آنتنها با آنتنهای حلقوی مربعی و آنتنهای حلقوی دایروی اقلیدسی در حالت تشدید و زیر حالت تشدید مقایسه شده اند. توقع از این آنتنها این است که سایز آنها برای حالت تشدید خیلی کوچک شده اند. در حالیکه امپدانس ورودی آنها برای آنتنهای فرکتالی که برای عملکرد زیر تشدید پیکر بندی شده اند بهبود یافته است. هندسه هر کدام از اینها در فصل ۴ مورد توضیح قرار گرفته است.

در حالیکه تمامی فرکتالها به علت خود مشابه بودن که در ساختار آنها وجود دارد ذاتاً چند بانده هستند، قسمت دیگر نوعی از آنتنهای فرکتال می باشد که به طور ویژه برای عملکرد های چند بانده مناسب هستند، مورد بررسی قرار گرفته است. یعنی غربال سرپینسکی.

خصوصیات در هر تشدید مقایسه شده اند و برخی توضیحات فیزیکی در مورد طبیعت آنها که چرا اینگونه به عنوان آنتنهای چند بانده خوب عمل می کنند در فصل ۶ داده شده است.

نهایتا آنتنها در کاربردهای خاصی اعمال شده اند و در آن پیکر بندی ها شبیه سازی شده اند. در فصل ۷ کاربردهایی برای این آنتنهای ویژه بیان شده و پیشنهاد شده است و انجام شده است. این مثالها شامل کاربردهایی که در آنها نیاز است آنتنها بسیار کوچک باشند. یکی دیگر از کاربردهایی که مورد بررسی قرار گرفته و ساخته شده است، المانهای فرکتالی در آرایه ها است. عناصر مینیاتوری شده، تزویج متقابل بین المان ها را کاهش
می دهد و اجازه می دهد که طراحی های نیرومند تر و قابل اعتماد تری داشته باشیم. همچنین به ما اجازه می دهد که عناصر را به صورت کوچکتری بسته بندی کنیم. بنابراین زاویه جاروب کوچکتری را برای آرایه ها ممکن می سازد.

 

 

روشهای شبیه سازی

طراحی آنتن های و سیستم های تشعشع کننده نیازمند ابزار شبیه سازی قدرتمند برای بدست آوردن ویژگی های دقیق می باشد. روشی که دراین پایان نامه مورد استفاده قرار گرفته است یک کد روش ممان است که در UCLA ساخته شده است.

 

روش ممان

روش ممان یک تکنیک عددی برای حل یک معادله ی انتگرالی است که عبارت زیر انتگرال یک چگالی جریان روی یک جسم دلخواه است. آن جسم می تواند یک طولی از یک سیم هادی کامل یا یک سطح هادی کامل باشد. در شبیه سازی هایی که در این پایان نامه انجام شده دی الکتریک ها مورد شبیه سازی قرار نگرفته اند. با این وجود به طور کلی روش ممان می تواند برای شبیه سازی مواردی که شامل اجسام فلزی و دی الکتریک هستند نیز مورد استفاده قرار گیرد.

 

آنتنهای دو قطبی فرکتال

در قبل مزایایی از آنتنهای حلقوی فرکتالی نشان داده شده دو قطبی ها همچنین به واسطه هندسه ی فرکتالی که دارند می توانند مورد استفاده قرار بگیرند از مزایای مورد انتظار از استفاده ی فرکتال به عنوان آنتن دو قطبی این است که می توان ارتفاع کل آنتن را در رزونانس کوچک کرد. جایی که روزنانس هیج مؤلفه ی موهومی در امپدانس ورودی ندارد.

در بخش ها بعدی سه نوع از فرکتال ها مورد مشاهده و تحقیق قرار گرفته می شود که این سه نوع به عنوان آنتنهای دو قطبی نامیده می شوند آنها شامل دو ساختار صفحه ای، یک منحنی کچ و یک درخت فرکتالی و یک درخت فرکتالی سه بعدی می باشد این سه نوع از فرکتالها با همدیگر و همچنین با یک دو قطبی عمودی مورد مقایسه قرار گرفته می شوند.

این آنتنها با استفاده از روش ممان به عنوان دو قطبی ها در طول محور شبیه سازی می شوند. ساختار ابتدایی برای هر یک از هندسه های فرکتالی این آنتنها یک دو قطبی عمودی است که در یک باند pcs  در ۱۹۰۰MHZ رزونانس می کند در این شبیه سازی ها ارتفاع آنتن ثابت نگه داشته می شود و فرکانس جاروب می شود مشاهده می شود هنگامی که تعداد تکرارهای فرکتالی افزایش پیدا می کند، فرکانس رزونانس کاهش پیدا می کند اگرفرکانس رزونانس ثابت نگه داشته شود، کاهش در فرکانس رزونانس می تواند به کوچک شدن آنتن منجر شود.

آنتنهای چند باندی فرکتال

تاکنون فقط مزایای فضایی از آنتنهای فرکتال استخراج شده است خاصیت دیگری از فرکتال وجود دارد که می تواند در ساختمان آنتن به کار برده شود فرکتالها شباهت سلفی در هندسه شان دارند خاصیت سلفی در هندسه موجب می شود که آنتنهای مؤثری از مقیاس های متفاوتی ایجاد شود. این می تواند منجر به مشخصات چند باندی در آنتنها بشود که وقتی یک آنتن با چنین رفتار مشابهی در فرکانسهای متفاوت عمل می کند، می تواند نمایش داده شود.

مقصود از این فصل این است که بتوانیم نشان بدهیم که چطور فرکتالها می توانند به عنوان آنتن های چند باندی استفاده بشوند غربال سرپیسنکی به خاطر اینکه شباهت بسیار زیادی در کار به عنوان یک آنتن در فرکانس های متفاوت دارد انتخاب می شود تا به عنوان هندسه این خصوصیت را آزمایش بکند این آنتن های فرکتال می توانند با آنتنهای دوقطبی پاپیونی مورد مقایسه قرار بگیرند این نوع از آنتن ها با وجود وابستگی فرکانسی با وجود داشتن چندین باند رزونانسی می توانند با آنتنهای کلاسیکی که وابستگی فرکانسی ندارند، مانند آنتهای پریودیکی لگاریتمی و حلزونی مورد مقایسه قرار بگیرند این فهمیده می شود که استقلال فرکانسی در واقع نتنیجه ای از حفظ کردن شکل مشابهه در مقیاس های بسیار زیادی می باشد جالب اینکه به این نکته توجه کنیم که هنگامی آنتن بزرگتر می شود این خاصیت آنتن های حلزونی و پریودیکی لگاریتمی حفظ می شود و آن خاصیت سلفی از فرکتالها در خودش محدود می شود و نیاز به هیچ فضا و ناحیه ی اضافی وجود ندارد.

 

 

 

فهرست مطالب

چکیده ی پایان نامه

فصل ۱ : آشنایی با فرکتال

  • مقدمه
  • طرح کلی کار

فصل ۲ : روکشهای شبیه سازی

  •  روش ممان
  • حل روش ممان برای EFIE
  • حل روش ممان برای تشعشع کننده ی سیمی نازک
  • توابع پایه سیم و سطح
  • مدل سازی منبع
  • محاسبات میدان های دور

فصل ۳ : روشهای ساخت

  • طراحی
  • مواد
  •  پروسه
  • تست آنتن

فصل ۴: آنتنهای حلقوی فرکتال

  • حلقه های کوچک
  • تولید فرکتال
  • تحلیل آنتن
  • نتایج
  • حلقه ی تشدید
  • تولید فرکتال
  •  تحلیل آنتن
  • منحنی ها در طراحی
  • نتایج

فصل ۵ : آنتنهای دو قطبی فرکتال

  • تک قطبی کچ
  • تولید فرکتال
  • تحلیل آنتن
  • مشخصات آنتن
  • مقیاس بندی تکرار
  • درخت فرکتال
  • تولید فرکتال
  • تحلیل آنتن
  • مشخصات آنتن
  • درخت فرکتال سه بعدی
  • تولید فرکتال
  • تحلیل آنتن
  • مشخصات آنتن
  • مقایسه دو قطبی فرکتال

فصل ۶ : آنتنهای چند باندی فرکتال

  • تولید فرکتال و هندسه
  • تحلیل آنتن
  • مشخصات آنتن
  • جریانهای سطحی

فصل ۷: کاربردهای آنتن های فرکتال

  • عناصر فرکتالی در آنتنهای آرایه ای
  • تزویج متقابل کاهش یافته
  • دسته بندی فشرده تر آرایه ها

 فصل ۸ : نتیجه گیری

منابع

 

 

 

 

تصاویر فایل پروژه :

  

  

 

 

 

 

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۹۶ صفحه
  • حجم فایل : ۳٫۶۳ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پرژوه های بیشتر در گرایش مخابرات اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com