آنتن انواع آنتن ها

فهرست مطالب

عنوان                                           صفحه

پیشگفتار                                        1

فصل اول                                     3 

طرح تحقیق                                           3 

تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق                         4

اهمیت انجام تحقیق                                   6

اهداف كلی تحقیق                                     6

هدف های ویژه  تحقیق                                      6

روش انجام تحقیق                                     7

فصل دوم                                  8

مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن                             8

2_1: تاریخچه                                        9

2_2: انواع آنتن ها از نظر كاربرد                                 11

الف) آنتن هرتز                                           11

ب) آنتن ماركنی                                      11

پ) آنتن شلاقی                                        12

ت ) آنتن لوزی ( روبیك)                                   12

ث) آنتن V معكوس                                    12

ج) آنتن ماکروویو                                    13

چ) آنتن آستینی                                           16

ح) آنتن حلزونی                                           16

ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA                     17

2-3 : پارامترهای آنتن                                        18

نمودار پرتو افکنی آنتن ها                                18

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی                        18

نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی                              19

نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین                   22

نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده                          22

جهت دهندگی آنتن ها                                       23

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان                             23

شعاع های فرعی آنتن ها                                    24

مقاومت پرتو افكنی  آنتن                                      25

امپدانس ورودی آنتن                                       25

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها                           26

طول موثر آنتن                                       27

پهنای نوار فركانس آنتن ها                                27

پلاریزاسیون آنتن ها                                       28

پلاریزاسیون خطی                                      29

پلاریزاسیون دایره ای                                          30                                                                                                           

پلاریزاسیون بیضوی                                    30

ساختمان مكانیكی آنتن ها                                  31

اندازه آنتن                                         31

نصب آنتن ها                                         31

خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها                        32

رسانا  و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها                     33

محافظت آنتن در برابر عوامل جوی                               34

فصل سوم                                  35

شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم                       35

2-1:سخت افزار شبکه                                       36

2-1-1: شبکه های ﭘخشی(broadcast network)                      37

2-1-2: شبکه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                37

2-1-3:شبکه های شخصی (personal area network)                    37

2-1-4:شبکه های محلی (local area network)                  37

2-1-5:شبکة شهری(Mtropolitan  Area Network)                     39

2-1-6:شبکة گسترده (Wide Area Network)                   39

2-1-7:شبکة بی سیم (wireless network)                         41

2-1-8:شبکة شبکه ها (internetwork)                           42

2-2: نرم افزار شبکه                                      42

2-2-1:لایة فیزیکی (Physical layer)                            46

2-2-2: زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                46

2-2-3:لایة شبکه                                      47

2-2-4:لایة انتقال(Transport layer)                            47

2-2-5:لایة کاربرد (Application layer)                      47

2-3: شبکه های محلی بی سیم (802.11)                           48

2-3-1: ﭘشتة ﭘروتکل 802.11                                49

2-3-2: لایة فیزیکی در 802.11                                  49

2-4: شبکه های بی سیم باند گسترده                             51

2-4-1: لایة فیزیکی در 802.16                                  52

فصل چهارم                                   55

آنتن های هوشمند                                     55

 بخش اول                                        56 

آنتن های هوشمند در شبکه های بی سیم                       56

تداخل هم کانال                                           57

اثرات محوشدگی                                       57

4_الف_1: جوانب تکنولوژی سیستم آنتن هوشمند                        60

4- الف - 2: مدلهای کانال                                 62

4-الف-2-1:مدل لی Lee s Model                           62

4-الف- 2-2: A Model of Discreteiy Didposed , Uniform set Of Evenly

Spread scatterers                                    63

4- الف-2-3: مدل ماکروسل (Macro cell Model)                   64

4-الف-2-4: مدل باند عریض میکروسل (Macrocell Wide Band Model)      65

3-الف-2-5: Gaussian Wide – sene stionary ,uncorrelated scattering

(GWSSUS)model                                   65

3-الف-2-6: مدل زاویه دریافت گاوسی (Gaussian angle of)                 66

4-الف-2-7-: مدل کانال با بردار متغیر زمانی (Time –varying-vector channel model)

4-الف-2-8: مدل شهری واقعی(typical urban (tu/model))                 67

4-الف-2-9: مدل شهری بد(Bad urban (Bu) model)                  68

4_الف_3:آرایه های هوشمند:آنتن و بهره های مختلف                   68

انواع آنتن های هوشمند                                    70

4-الف-4:ردیابی وتكنیك های بیم آرایه سوئیچ شده                    74

4-الف –5: راهبردهای شكل دهی بیم ثابت                         75

4- الف – 6: پردازش آرایه از طریق شكل دهی بیم                          76

4 الف 6- 1: الگوریتم های پایه شكل دهی سیگنال                     77

4- الف-6-2: تركیب های آرایه ای تنظیمی                        80

 4-الف –6-3: تركیب آرایه پرتو سوئیچ شده                      81

مثال 1-4                                        85

4-الف-7: نكات نتیجه گیری شده                                 88

بخش دوم                                         89 

آنتن های آرایه فازی                                      89 

4-ب-1:تاریخچه                                       89

4-ب-2: انواع آرایه ها                                    89

4-ب-2-1: آرایه های خطی (Linear Array)                       90

4-ب-2-2:آرایه های مسطح (Planar Array)                       90

4-ب-3: ویژگی های آرایه فازی                                  92

4-ب-3-1: تکنولوژی شیفت دهنده فاز                             92

4-ب-3-2:تکنولوژی شیفت دهنده فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر                93

فصل پنجم                                    95 

نتیجه و ﭘیشنهاد                                     96

منابع                                               97

فهرست اشكال

عنوان                                                     صفحه

شكل2.1:آنتنVمعكوس                                                                                      12 

 شكل 2.2 : آنتن های بوقی مستطیلی. الف- بوق قطاعی صفحه H ؛ ب - بوق قطاعی صفحه

 E ؛ ج- بوق هرمی.                                                                                             14

شكل 2.3 :  الف- آنتن دو مخروطی نا محدود ؛ ب- آنتن دو مخروطی محدود                   15

شكل2.4: الف- پرتو تشعشعی یك آنتن دو مخروطی نامحدود ؛ ب- آنتن دیسك و مخروط      16 

شكل 2.5 : آنتن حلزونی                                                                                      17

شكل 2.6: دستگاه مختصات كروی                              19

شكل2.7 : نمونه نمودار پرتو افكنی سه بعدی                         20

شکل 2.8: نمودار پرتو افکنی میدان الکتریکی یک آنتن.                            21

شکل2.9: ترتیب آنتن ها در تعیین نمودار پرتو افکنی                                                   22

شكل 2.10: نمودار پرتو افكنی یك آنتن عملی.                                                           24

شكل2.11: مدار معادل آنتن از نظر پرتو و تلفات                                                         26

شكل2.12: آنتن متصل به بار و مدار معادل تونن آن؛ الف: آنتن        ب: مدار معادل             26

شكل2.13:آنتن خطی به طول                                                                               27                                   

شكل2.14: وضعیت آنتن فركانس 30 كیلو هرتز                                                         32

شکل 1،3: لایه ها و پروتکل ها و واسطه ها                                                                44

شکل 3,2:انتقال اطلاعات در یک شبکه 5 لایه                                                            45

شکل 3،3: پشته پروتکل 802.11                                                                           49

شکل3,4:پشته پروتکلی16,802                                 51

شکل3,5: محیط انتقال در 802.16.                                                                        52

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)             63

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)                          64

شکل4.3: مدل میکروسل یک کانال بی سیم (BS: ایستگاه مرکزی , MU: واحد متحرک)      65

شکل 4.4: کانال بی سیم مدل باند عریض محیط میکروسل:

 (MU, BS منطقه بیضی هستند)                                                                         65

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.                                   66

شکل 4.6: مدل زاویه دریافت گاوسی ویژه یک پرتو یک واحد انتشار دهنده ها:

 انتشار یک سیگنال واحد اصلی است.                                                                      66

شکل 4.7: مدلRay leighمربوط به محیط همزیستی انتشار دهنده های محلی

 (local scatterer) و انتشاردهنده های اصلی.                                                         67

شکل 4.8:محیط کانال سمتی شهری بد با یک جفت از پرتوهای اولیه و ثانویه                     68

شکل4.9: طرح ترکیبی اختلافها به صورت انتخابی بر مبنای بیشترین SNR خروجی

 پایه ریزی شده است.                                                                                          69

شکل 4.10: روش ترکیب بر مبنای بیشترین درصدSNR                                               69

شکل 4.11: طرح ترکیب بر مبنای بهره مساوی: خروجی مطابق با جمع هم فازها

از سیگنال های شاخه آرایه می باشد.                                                                       70

شكل4.12: تركیب آنتن هوشمند و بخشهای كنترل سیگنال مربوطه.                                72

شكل 4.13: مثالی از یك ماتریس Blass: یك ساختار سه عنصره جهت

 تولید سیم كناری عریض. ماتریس                                                                          75

شكل 14،4: تكنیك های شكل دهی بیم؛

 (a): روش پایه باند (b).DOA/los: استراتژی مشخص طراحی.                                     77

شكل 4.15: بیم های مستقیم برای یك آنتن هوشمند                                                  80

شكل 4.16: تركیب آرایه سازگار: (a) مدل Applebaum  (b) مدل widrow                  81

شكل 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.    83

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.                                                                                   84

شكل 4.20: تركیب چهار موقعیت در پرتو قابل سوئیچ برای استفاده در

ماتریس Butlar: (ps): شیفت دهنده فاز)                                                               85

شكل4.21 : نمایش نقش هیبریدچهارگانه در ماتریس Butler چهارالمانی:

هیبرید یك اختلاف فاز   درجه را در ارسال عرضه می كند.                                            86

شکل 4.22:پیاده سازی آنتن هوشمند با سوئیچ قابل برنامه ریزی                                     87

شکل 4.23:آرایه خطی.                                                                                        90

شکل4.24: آرایه فازی از نوع مسطح.                                                                        91

شکل 4.25:آرایه مسطح مستطیلی.                                                                         91

شکل 4.26:سوییچ های میکروالکترومکانیکال                                                             93  

شکل 4.27:شیفت دهنده ی فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر                                              93