پيشگفتار:
از سال 1877م كه نخستين آنتن ساده توسط هرتز ساخته شد. نظريه طراحي آنتن ها به سرعت پيشرفت كرده است و اين پيشرفت ادامه دارد، با توجه به اينكه آنتن ها جزئي از يك سيستم مخابراتي الكترونيكي هستند، بايستي تكنولوژيست ها و مهندسين برق الكترونيك در اين زمينه دانش كافي داشته باشند. اميد است در اين مقال اندك كه در زير به اجمال عنوان فصول آن را خواهيم آورد، قدمي هر چند كوچك در اين راه برداشته باشيم.
اين پايان نامه از 5 فصل تشكيل شده است. فصل اول در قالب طرح تحقيق به بررسي تاريخچه و نيز اهميت مساله مورد تحقيق مي پردازد. قابل ذكر است كه اهداف ويژه تحقيق در اين مساله نيز با توجه به عنوان و روش انجام اين تحقيق به جاي فرضيه ها و سوال هاي تحقيق در طرح تحقيق گنجانده شده است.
در فصل دوم به مباني مبحث آنتن ها - انواع و پارامترهاي آن پرداخته شده است . آنتن مايكروويو بوقي و مخروطي و نيز آنتن هاي آرايه اي از جمله آنتن هاي مهم مورد بحث مي باشند . جهت دهندگي آنتن ، پهناي شعاع آنتن ، مقاومت پرتو افكني آنتن ، امپدانس ورودي آنتن ، سطح موثر و طول موثر آنتن پلاريزاسيون آنتن و ... نيز از جمله شاخص ترين پارامترهاي آنتن مي باشند كه در اين فصل درباره آنها سخن گفته شده است.
در فصل سوم به بحث پيرامون شبكه هاي كامپيوتري مي پردازيم . مطالب مورد بحث در اين فصل شامل توضيح مختصري در مورد سخت افزار شبكه ، نرم افزار شبكه ، پشته ي پروتكلي 802.11 - به عنوان مهمترين شبكه ي محلي بي سيم - و نيز پشته ي پروتكلي 802.16 - مهمترين شبكه ي بي سيم باند گسترده- مي باشند.
در فصل چهارم آنتن هاي هوشمند و كاربرد و مزيت آنها در شبكه هاي بي سيم در بخش اول اين فصل و نيز آنتن هاي آرايه فازي به طور تخصصي تر در بخش دوم اين فصل مورد بحث قرار مي گيرند.
فصل پنجم نيز نتيجه گيري كلي و پيشنهاد به ديگر پژوهندگان علاقه مند به اين موضوع را شامل مي شود. اميد كه مفيد محضر خوانندگان محترم قرار گيرد.
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
منابع
شكل2.1:آنتنVمعكوس
شكل 2.2 : آنتن هاي بوقي مستطيلي. الف- بوق قطاعي صفحه H ؛ ب - بوق قطاعي صفحه
E ؛ ج- بوق هرمي.
شكل 2.3 : الف- آنتن دو مخروطي نا محدود ؛ ب- آنتن دو مخروطي محدود
شكل2.4: الف- پرتو تشعشعي يك آنتن دو مخروطي نامحدود ؛ ب- آنتن ديسك و مخروط
شكل 2.5 : آنتن حلزوني
شكل 2.6: دستگاه مختصات كروي
شكل2.7 : نمونه نمودار پرتو افكني سه بعدي
شکل 2.8: نمودار پرتو افکني ميدان الکتريکي يک آنتن.
شکل2.9: ترتيب آنتن ها در تعيين نمودار پرتو افکني
شكل 2.10: نمودار پرتو افكني يك آنتن عملي.
شكل2.11: مدار معادل آنتن از نظر پرتو و تلفات
شكل2.12: آنتن متصل به بار و مدار معادل تونن آن؛ الف: آنتن ب: مدار معادل
شكل2.13:آنتن خطي به طول
شكل2.14: وضعيت آنتن فركانس 30 كيلو هرتز
شکل 1،3: لايه ها و پروتکل ها و واسطه ها
شکل 3,2:انتقال اطلاعات در يک شبکه 5 لايه
شکل 3،3: پشته پروتکل 802.11
شکل3,4:پشته پروتکلی16,802
شکل3,5: محيط انتقال در 802.16.
شکل 3,6: فريم ها و برش های زمانی در روش) TDD(Time Division Duplexing 54
شکل 4.1: مدل لي (ES انتشار دهنده موثر ؛ MU: ايستگاه پايه ؛ AE عنصر آرايه)
شکل 4.2: يک مجموعه اي انتشار دهنده هاي يکسان که بطور يکنواخت و مجزا
از هم قرار گرفته اند.(ES: انتشار دهنده هاي موثر، BS: ايستگاه مرکزي)
شکل4.3: مدل ميکروسل يک کانال بي سيم (BS: ايستگاه مرکزي , MU: واحد متحرک)
شکل 4.4: کانال بي سيم مدل باند عريض محيط ميکروسل:
(MU, BS منطقه بيضي هستند)
شکل 4.5: مدل کانال بي سيم روي يک پرتو دلخواه از انتشار دهنده هاي بنا نهاده شده است.
هر انتشار دهنده يک دسته اي ازانتشار دهنده هاي کوچکتر است.
شکل 4.6: مدل زاويه دريافت گاوسي ويژه يک پرتو يک واحد انتشار دهنده ها:
انتشار يک سيگنال واحد اصلي است.
شکل 4.7: مدلRay leighمربوط به محيط همزيستي انتشار دهنده هاي محلي
(local scatterer) و انتشاردهنده هاي اصلي.
شکل 4.8:محيط کانال سمتي شهري بد با يک جفت از پرتوهاي اوليه و ثانويه
شکل4.9: طرح ترکيبي اختلافها به صورت انتخابي بر مبناي بيشترين SNR خروجي
پايه ريزي شده است.
شکل 4.10: روش ترکيب بر مبناي بيشترين درصدSNR
شکل 4.11: طرح ترکيب بر مبناي بهره مساوي: خروجي مطابق با جمع هم فازها
از سيگنال هاي شاخه آرايه مي باشد.
شكل4.12: تركيب آنتن هوشمند و بخشهاي كنترل سيگنال مربوطه.
شكل 4.13: مثالي از يك ماتريس Blass: يك ساختار سه عنصره جهت
توليد سيم كناري عريض. ماتريس
شكل 14،4: تكنيك هاي شكل دهي بيم؛
(a): روش پايه باند (b).DOA/los: استراتژي مشخص طراحي.
شكل 4.15: بيم هاي مستقيم براي يك آنتن هوشمند
شكل 4.16: تركيب آرايه سازگار: (a) مدل Applebaum (b) مدل widrow 81
شكل 4.17: يک پايه دو بيم ماتريس .Butler BMP#1): بيم شکل يافته با پورت ورودي#1) 82
شکل:4.18 هيبريد چهار گانه ابتدايی ناشی از کاربرد کاربرد يکTجادويی: يک آرايه دو المانه؛
Tجادويی؛ بيم در برابر پورت های بر انگيخته شده؛و مسير تاخير بهبود يافته از بيم پورت 4.
شکل 4.19:هيبريد چهارگانه تزويج شده بر مبنای راستا(الف):هيبريد تزويج شده پهلويی؛
(ب)هيبريد تزويج شده عمودی؛S:شکاف تزويج شده در فضای حائل بين دو موجبر؛
و،ML:ظرفيت منطبق شده.
شكل 4.20: تركيب چهار موقعيت در پرتو قابل سوئيچ براي استفاده در
ماتريس Butlar: (ps): شيفت دهنده فاز)
شكل4.21 : نمايش نقش هيبريدچهارگانه در ماتريس Butler چهارالماني:
هيبريد يك اختلاف فاز درجه را در ارسال عرضه مي كند.
شکل 4.22:پياده سازي آنتن هوشمند با سوئيچ قابل برنامه ريزی
شکل 4.23:آرايه خطی.
شکل4.24: آرايه فازي از نوع مسطح.
شکل 4.25:آرايه مسطح مستطيلی.
شکل 4.26:سوييچ هاي ميکروالکترومکانيکال
شکل 4.27:شيفت دهنده ي فاز دي الکتريک ولتاژ متغير