• بازدید : 259 views
  • بدون نظر

قیمت : ۵۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۸۸    کد محصول : ۱۱۳۷۹    حجم فایل : ۱۱۲۰ کیلوبایت   
در خدمت شما دوستان هستم با ارائه سمینار سخنرانی ارشد رشته مهندسی برق که در آن به بررسی اهمیت افزایش ظرفیت در سیستم های MIMO و کاربرد های آن پرداخته می شود. برای این کار در این سیمینار افزایش ظرفیت در سیستم های MIMO با استفاده از مدل کانال های فضایی، در دو کانال i.i.d و کانال تک حلقه ای بررسی شده و به این نتیجه می رسد که سیستم های MIMO مطلوب تر بوده اما پیچیدگی خاص خور را دارد که دراین سیمینار به یک پیچیدگی که آن، اثر کوپلینگ متقابل می باشد پرداخته می شود و در آخر نتیجه می شود که اثر کوپلینگ متقابل می تواند باعث کاهش یا افزایش ظرفیت در سیستم های MIMO

  • بازدید : 53 views
  • بدون نظر

این پایان نامه به صورت تخصصی به بحث های مربوط به آنتن ها پرداخته است ، هر آنچه که یک محقق در زمینه ی آنتن بایستی بداند من جمله انواع آنتن ها و پارامترهای مهم آنها ،بررسی نمودار های پرتو افکنی آنتن ها ،امپدانس ورودی آنتن ،پلاریزاسیون آنتن ها و …مورد بررسی قرار گرفته است.از سال ۱۸۷۷میلادی كه نخستين آنتن ساده توسط هرتز ساخته شد. نظريه طراحي آنتن ها به سرعت پيشرفت كرده است و اين پيشرفت ادامه دارد.اين پايان نامه از ۵ فصل تشكيل شده است. فصل اول در قالب طرح تحقيق به بررسي تاريخچه و نيز اهميت مساله مورد تحقيق مي پردازد.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 پرداخته شده است . مطالب مورد بحث در اين فصل شامل توضيح مختصري در مورد سخت افزار شبكه ، نرم افزار شبكه ، پشته ي پروتكلي ۸۰۲٫۱۱ – به عنوان مهمترين شبكه ي محلي بي سيم و نيز پشته ي پروتكلي ۸۰۲٫۱۶ – 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 .دز فصل پنجم نيز نتيجه گيري كلي و پيشنهاد به ديگر پژوهندگان علاقه مند به اين موضوع گنجانده شده است .  

  • بازدید : 38 views
  • بدون نظر

این فایل در ۲۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:


 امروزه كوشش هاي پيگيرانه اي در جهت استفاده هرچه بيشتر از امواج به جاي سيم ها در دنياي كامپيوتر در حال انجام است كه برخي از آنها به نتيجه مطلوب رسيده ولي برخي هنوز در مراحل آزمايشي و تحقيقاتي قرار دارند. ارتباطات ماهواره اي از طريق آنتن هاي عادي دريافت و ارسال (send&receive) يكي از نمونه هاي برجسته و بسيار كارا در اين زمينه است كه استفاده موفقيت آميز از آن اكنون معمول گشته است. با اين حال تكنيك هاي پيشرفته تري نيز در راه هستند كه از آن جمله است به كارگيري آنتن هاي هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتي و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چيست و چه كاربردي دارد و گذشته از آن، آيا به راستي «آنتن» مي تواند «هوشمند»باشد؟ 
 براي اينكه نسبت به سيستم آنتن هوشمند يك ديد اوليه پيدا كنيد، چشمانتان را ببنديد و سعي كنيد در حالي كه يكي از دوستانتان در اطراف اتاق حركت مي كند با او صحبت كنيد. درمي يابيد كه مي توانيد محل وي را (يا چند نفر را) بدون ديدنشان در اتاق تشخيص دهيد. مهمترين علت آن عبارت است از آنكه: صداي شخصي را كه صحبت مي كند از طريق دو گوشتان، كه سنسورهاي صداي شما محسوب مي شوند، مي شنويد. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما مي رسد. مغز شما كه يك پردازشگر سيگنال حرفه اي است، محاسبات زيادي را انجام مي دهد تا همبستگي اطلاعات را با هم پيدا كرده و محل شخص صحبت كننده را پيدا نمايد. مغز شما همچنين توان سيگنال صداي دريافتي از دو گوش را با هم جمع مي كند. بنابراين صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهاي ديگر دريافت خواهيد كرد. سيستم هاي آنتن تطبيقي هم همين كار را انجام مي دهند، كه در آن به جاي گوش از آنتن استفاده شده است. ولي فرق اين دو در آن است كه آنتن ها، دستگاه هايي دوطرفه هستند و مي توانند سيگنالي را در همان جهت كه سيگنال اول دريافت كرده اند بفرستند. بنابراين با استفاده از «چند» آنتن مي توان سيگنال را «چند» بار قوي تر دريافت و ارسال كرد. 
نكته بعدي اينكه اگر چند نفر با هم صحبت كنند، مغز شما مي تواند تداخل را حذف كرده و در يك زمان خاص روي يك مكالمه خاص تمركز كند. سيستم هاي ارائه تطبيقي پيشرفته هم مي توانند بين سيگنال مورد نظر و سيگنال هاي ناخواسته تفاوت قائل شوند. 
اكنون به تعريف آنتن هوشمند نزديك مي شويم: يك سيستم آنتن هوشمند از چند المان با قابليت پردازش سيگنال استفاده مي كند تا تشعشع و يا دريافت را در پاسخ به محيطي كه سيگنال در آن وجود دارد بهينه نمايد. 
نقش آنتن در يك سيستم مخابراتي 
آنتن در سيستم هاي مخابراتي بيشتر از تمام بخش هاي ديگر از معرض ديد دور مانده است. آنتن دريچه اي است كه انرژي فركانسي راديويي را از فرستنده به دنياي خارج و از دنياي خارج به گيرنده كوپل مي كند. روشي كه طي آن انرژي به فضاي اطراف توزيع و از آن دريافت مي شود اثري بسيار جدي روي استفاده موثر از طيف، برقراري شبكه هاي جديد و كيفيت سرويس ايجاد شده از اين شبكه ها دارد. به طور كلي دو نوع آنتن داريم: آنتن همه جهتي و آنتن يك جهتي. 
سيستم آنتن هوشمند 
در حقيقت، آنتن ها هوشمند نيستند بلكه سيستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامي كه اين سيستم ها در كنار يك ايستگاه پايه قرار مي گيرند، آنتن هوشمند از يك ارائه آنتني با قابليت پردازش سيگنال ديجيتال براي ارسال و دريافت سيگنال به صورت حساس و تطبيقي استفاده مي كند. به عبارت ديگر، چنين سيستمي مي تواند به صورت اتوماتيك جهت الگو تشعشعي را در پاسخ به محيط سيگنال تغيير دهد. اين مسئله به طرز شگفت انگيزي مشخصه سيستم بي سيم را بهبود مي بخشد. 

اهداف و مزاياي يك سيستم آنتن هوشمند 
دو هدف سيستم آنتن هوشمند، افزايش كيفيت سيگنال سيستم هاي راديويي و افزايش ظرفيت از طريق افزايش استفاده مجدد از فركانس صورت مي گيرد. گين سيگنال، ورودي چند آنتن با هم تركيب مي شود تا توان موجود براي برقراري سطح پوشش مورد نظر بهينه شود. 
متمركز كردن انرژي فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرويس دهي و پوشش ايستگاه پايه را افزايش مي دهد. مصرف توان كمتر عمر باتري را بيشتر كرده و تلفن همراه را كوچك تر و سبك تر مي كنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سيگنال به تداخل را افزايش مي دهند. هزينه كمتر براي تقويت كننده، مصرف توان و قابليت اطمينان بيشتري را ايجاد خواهد كرد. 
كاربرد تكنولوژي آنتن هوشمند 
تكنولوژي آنتن هوشمند مي تواند به نحو موثري عملكرد سيستم بي سيم را بهبود بخشد و از نظر اقتصادي نيز بسيار به صرفه است. اين تكنولوژي كاربران كامپيوترها، سيستم هاي سلولي و شبكه هاي حلقه محلي بي سيم را قادر مي سازد كه كيفيت سيگنال، ظرفيت سيستم و پوشش را بسيار بالا ببرند. كاربران معمولاً در زمان هاي مختلف، به درصدهاي مختلفي از كيفيت، ظرفيت و پوشش نياز دارند. در اصل سيستم هايي كه از نظر ساختار به راحتي قابل تغيير باشند، در دراز مدت بهترين و به صرفه ترين راه حل ها محسوب مي شوند. 
سيستم هاي آنتن هوشمند با اندكي تغيير، در تمام استانداردها و پروتكل هاي بي سيم قابل اعمال هستند. 
قابليت انعطاف آنتن هوشمند تطبيقي اجازه خلق محصولات و خدمات بسيار سطح بالايي را مي دهد. آنتن هاي تطبيقي هوشمند به هيچ نوع مدولاسيون يا پروتكل برقراري ارتباط هوايي محدود نيستند. اين سيستم ها با تمام روش هاي مدولاسيون فعلي سازگار هستند. احتمالاً طيف بسيار وسيعي از سيستم هاي ارتباطي بدون سيم از مزاياي پردازش مكاني برخوردار مي شوند، مثلاً سيستم هاي سلولي با قابليت تحرك بالا، سيستم هاي سلولي با قابليت تحرك كم، كاربردهاي حلقه محلي بدون سيم، مخابرات ماهوراه اي و Lan هاي بدون سيم و به ويژه اينترنت بي سيم براي كامپيوترهاي قابل حمل. باور بسياري براين است كه پردازش مكاني، جاي تمام روش هاي موجود براي سيستم هاي بي سيم را خواهد گرفت. 
 
علت هوشمندي اين نوع آنتن ها 
در مكان هايي كه تعداد كاربر، تداخل و پيچيدگي انتشار زياد مي شود، به سيستم هاي آنتن هوشمند نياز خواهد بود. هوشمندي سيستم ها به امكانات آنها براي پردازش سيگنال ديجيتال برمي گردد. مانند اكثر پيشرفت هاي مدرني كه در صنايع الكترونيك امروزي صورت گرفته است، فرمت ديجيتال از جهت دقت و انعطاف پذيري كاركرد چند مزيت دارد. سيستم هاي آنتن هوشمند سيگنال هاي آنالوگ (نظير صوت) را گرفته و به سيگنال هاي ديجيتال تبديل و براي ارسال مدوله مي كنند و در سمت ديگر دوباره آن را به سيگنال آنالوگ تبديل مي نمايند. در سيستم هاي آنتن هوشمند اين قابليت پردازش سيگنال با تكنيك هاي پيشرفته (الگوريتم ها) تركيب شده و براي اداره وضعيت هاي پيچيده استفاده مي شوند. 

آنتن‌هاي هوشمند از گذشته‌هاي دور 
به طور معمول، كلمة آنتن به يك وسيلة مكانيكي اطلاق مي‌شود كه امواج الكترومغناطيسي را به جريان الكتريكي و بالعكس تبديل مي‌كند و ما آن را بيشتر به عنوان يك تشعشع‌كننده مي‌شناسيم. اما در مبحث آنتن‌هاي هوشمند، كلمة آنتن مفهوم جامع‌تري دارد و شامل يك فرستنده و گيرندة كامل است. 
تئوري آنتن‌هاي هوشمند يا تطبيقي، موضوع جديدي نيست و از اين آنتن‌ها سال‌ها در جنگ‌هاي الكترونيك استفاده مي‌شده است؛ اولين استفادة عملي از آن به جنگ جهاني دوم (۱۹۴۰) بر مي‌گردد. 

در صنايع نظامي نياز است كه يك هدف را كه با سرعت زياد حركت مي‌كند، رديابي كنند. از آنجا كه ثابت زماني گردش مكانيكي آنتن به علت اينرسي زياد آن، خيلي زياد است، نمي‌تواند با ثابت زماني مدارات الكترونيكي گيرنده و فرستندة آنتن منطبق شود و به همين دليل، سرعت رديابي به شدت كند مي‌شود. در نتيجه، اين ايده مطرح شد كه فضا را با چرخش الكترونيكي راستاي ديد آنتن جاروب كنند. 

مراحل رسيدن به آنتن‌هاي هوشمند فعلي را مي‌توان به صورت زير بيان كرد: 
نوع اول( adaptive null steering smart antenna) 

نوع دوم( phased array smart antenna) 

نوع سوم( switched beam smart antenna) 

استفاده از آنتن‌هاي هوشمند نوع اول و دوم در صنايع مخابراتي بسيار پر‌هزينه است و براي پياده‌سازي آن در شبكه‌هاي سلولي امروزي، بايد تغييرات گسترده‌اي در ساختار اين شبكه‌ها ايجاد گردد. علاوه بر اين، به علت زياد بودن تعداد كاربران و نيز اثرات تضعيف مختلف، بهرة آنها بسيار محدود است. ولي استفاده از آنتن‌هاي هوشمند نوع سوم، به تغييرات گسترده در شبكة سيار سلولي حاضر نياز ندارد. همچنين، با استفاده از الگوريتم‌هاي مناسب مي‌توان بهرة آنها را تا حد مطلوب بهبود بخشيد. 

در ساده‌ترين بيان، آنتن هوشمند آنتني است كه پترن (pattern) آن ثابت نبوده و آن را با شرايط فعلي راديويي (موقعيت مشترك) تطبيق مي‌دهد. 

لزوم استفاده از آنتن‌هاي هوشمند 
از آنجاييكه براي طراحي شبكه‌هاي امروزي، تمام تلاش‌ها روي بهينه‌سازي روش‌هاي مدولاسيون، كدينگ و استانداردها متمركز بوده‌است، به تكنولوژي‌هاي مرتبط با آنتن توجه كمتري شده‌است؛ در حاليكه براي رفع نياز‌هاي شبكه‌هاي سلولي آينده بايد آنها را تا حد ممكن هوشمند طراحي كرد. در همين راستا، عمدة توجهات روي فيلتر كردن فضا متمركز شده است. فيلتر كردن در حوزة فضا، بين كاربرهايي كه از يك كانال راديويي مشترك استفاده مي‌كنند، تمايز ايجاد مي‌كند و در نتيجه مي‌توان از فضا به عنوان يك روش دستيابي (access) در تركيب با روش‌هاي دستيابي كنوني نظير FDMA، TDMA و CDMA استفاده كرد. ذكر اين نكته لازم است كه در اينجا منظور از كانال، فركانس كارير، شيار زماني و كد است. در واقع آنتن هوشمند مي‌تواند كاربرهايي را كه فركانس، شيار زماني و كد آنها يكي است، از هم تشخيص دهد. 

آغاز تحقيقات گسترده براي استفادة تجاري از آنتن‌هاي هوشمند، به سال ۱۹۹۴ بر مي‌گردد. اين مساله ممكن است اين سوال را مطرح سازد كه چرا با اين همه تأخير به فكر استفاده از آنتن‌هاي هوشمند افتاده‌ايم و نه مثلاً بيست سال پيش؟ در پاسخ به اين پرسش بايد به دو نكته توجه كرد: 

-۱ در حال حاضر نياز شديدي به افزايش ظرفيت در شبكه‌هاي مخابراتي وجود دارد؛ در حاليكه در گذشته چنين نبوده است. 

-۲ امروزه پردازنده‌هايي با سرعت‌هاي فوق‌العاده بالا و قيمت مناسب ارائه شده‌است؛ در حاليكه در گذشته از اين امكان برخوردار نبوديم. 
طبقه‌بندي آنتن هوشمند 
بسته به اينكه آنتن‌هاي هوشمند بيم خود را چگونه توليد مي‌كنند، مي‌توان آنها را به سه دسته تقسيم كرد. اين تقسيم‌بندي در واقع يك سطح هوشمندي به اين آنتن‌ها تخصيص مي‌دهد: 

۱- switching beam or switching lobe smart antenna )SBA) 

در اين روش، آنتن هوشمند تعداد محدودي بيم در اختيار دارد و بسته به موقعيت مشترك، بيمي را انتخاب مي‌كند كه بيشترين مقدار “نسبت سيگنال به نويز ( SNR )” را داشته باشد. بدين‌ترتيب، توان سيگنال دريافتي افزايش مي‌يابد. اين آنتن به سادگي قابل پياده‌سازي بوده و هم‌اكنون تلاش‌هاي زيادي جهت استفاده از آن در نسل دوم و سوم شبكه‌هاي مخابراتي در حال انجام است. 

۲- tracking beam or dynamically phased array smart antenna TBA 

در اين روش كه به نوعي تعميم روش قبلي است، با در نظر گرفتن “جهت سيگنال دريافتي از مشترك (DoA) ” مي‌توان مشترك را در محدودة سلول توسط يك بيم رديابي كرد. اين روش باعث بهبود توان سيگنال دريافتي مي‌شود. 

در يك آنتن آرايه ‌فازي، در تغذية هر آرايه از يك شيفت‌دهندة فاز استفاده مي‌شود؛ در نتيجه بين هر دو آرايه يك اختلاف فاز به وجود مي‌آيد كه ميزان چرخش بيم آنتن را تعيين مي‌كند. با در نظر گرفتن اختلاف فاز بين دو سيگنال دريافتي از دو آراية مجاور، مي‌توان جهت مشترك را تخمين زد. 

۳ – optimum combining or adaptive array smart antenna 

در اين روش از همان الگوريتم DoA براي دريافت سيگنال‌هاي تداخلي استفاده مي‌شود. اما در گيرنده با ضرب كردن اين سيگنال‌ها در توابع وزن مناسب، مي‌توان بيم آنتن را طوري جهت داد كه حداكثر سيگنال دريافت شود. در واقع در اين روش، “نسبت سيگنال به مجموع تداخل و نويز (SINR) ” بهينه مي‌شود. 

در هركدام از روش‌هاي بالا، سيگنال دريافتي از هر المان آرايه در يك بردار وزن ضرب مي‌شود. آنچه كه اين روش‌ها را از هم متمايز مي‌كند، چگونگي محاسبة اين بردار وزن و نيز معيارهاي لازم براي محاسبة آن است. 

وقتي كه آنتن هوشمند به يكي از روش‌هاي فوق به كار گرفته شد، مي‌توان يك طبقه‌بندي ديگر نيز بسته به نوع كاربرد براي آن در نظر گرفت
  • بازدید : 61 views
  • بدون نظر

این فایل در ۷۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

) تقسيم بندي نواحي اطراف يک آنتن 
فضاي اطراف يک آنتن به دو ناحيه تقسيم ميشود. اولين ناحيه بعد از آنتن، ناحيه آنتن و ناحيه خارج از آن، ناحيه بيروني ناميده ميشود. مرز دو ناحيه کره اي است که مرکزش، مرکز آنتن وسطح آن از دو انتهاي آنتن عبور ميکند. نسبت اين کره مرزي به آنتن نيم موج دو مخروطي متقارن در شکل ۱-۱ نشان داده شده است ]۲[.
 
براي متمايز کردن ميدانها در فاصله دور و نزديک آنتن، مي توان ناحيه بيروني را به دو ناحيه تقسيم کرد که فاصله نزديک آنتن شامل ميدانهاي نزديک ناحيه فرنل  نام دارد و ميدان در فاصله دور را ناحيه دور يا ناحيه فرانهوفر  مي‌خوانند. 
مي توان ثابت کرد فواصل بزرگتر از   نسبت به آنتن شامل ميدانهاي راه دور آنتن است.   طول موج کاردر فضاي آزاد و   بزرگترين بعد آنتن است.
در ناحيه فرانهوفر مولفه هاي ميدان عرضي و مستقل از فاصله شعاعي است که ميدان در آن محاسبه ميشود. در صورتي که در ناحيه فرنل ممکن است مولفه هاي ميدان به صورت شعاعي تغيير كنند که در نتيجه نمودار تشعشعي   ميدان بطور کلي تابعي از شعاع خواهد بود ]۲[.

۱-۳) شدت تشعشعي آنتن
توان تشعشع شده از يک آنتن در واحد زاويه فضايي، شدت تشعشعي U (وات بر استراديان) خوانده ميشود]۲[.
شکل زير يک عنصر زاويه فضايي را نشان ميدهد(شکل۱-۳) .
۱-۴) نمودارهاي تشعشعي  
با حرکت يک آنتن کاوشگر  شکل۱-۴)الف) در يک فاصله ثابت حول يک آنتن آزمون مي توان نمودار تشعشعي را بصورت يک تابع مختصات زاويه اندازه گيري کرد. در شكل۱-۴(الف)هر نمودار تشعشعي در صفحات   ثابت موسوم به يک نمودار تشعشعي صفحه E   است ، زيرا بردار الکتريکي کاملا در آن قرار دارد. نمودار تشعشي در يک صفحه عمود بر صفحه E که از وسط دوقطبي آزمون مي گذرد (صفحه xy) موسوم به نمودار تشعشعي صفحه H  است، زيرا بردار ميدان مغناطيسي   کاملا در آن جاي دارد. به عنوان مثال نمودارهاي تشعشي صفحه E و صفحه H براي يک آنتن ساده دوقطبي نيم موج به ترتيب در شکل ۱-۴ (ب) و شکل ۱-۴ (ج) نشان داده شده است. اين نمودارها را مي توان براي مولفه هاي مختلف ميدان E و H و حتي توان رسم كرد.
 
مولفه های میدان و نحوه اندازه گیری پرتو. آنتن کاونده روی سطح یک کره حرکت داده می شود.]۱[
 
نمودار قطبی پرتو تشعشی صفحه E
 
تشعشع کامل دوقطبي ايده آل به صورت يک نماي ايزومتريک   در شکل ۱-۵ با يک برش نشان داده شده که بصورت يک چنبره بدون سوراخ است و به نمودار تشعشي همه جهتي  معروف است، زيرا در صفحه xy يکنواخت ميباشد. هنگامي که پژوهشگر به آنتنهاي جديد برخورد ميکند، بايد سعي کند که تشعشع کل را در دو يا چند نمودار تشعشي بيان کند ]۱[. 
 
مناسب است که نمودارهاي تشعشعي را نرماليزه (بهنجار) کنيم به طوري که حداکثر اندازه اش برابر واحد شود. براي نرماليزه کردن يک نمودار به صورت زير عمل ميکنيم: اندازه ميدان يا توان در هر نقطه از نمودار را بر ماکزيمم مقدار آنها تقسيم ميکنيم . بدين صورت نمودار نرماليزه شده بدست مي آيد . به عنوان مثال براي يک منبع در امتداد محور Z که ميدان E اش تنها يک مولفه   دارد، نمودار ميدان نرماليزه شده، به صورت زير تعريف ميشود:
  حداکثر اندازه   روي سطح کره به شعاع   است. البته  مستقل از   است.
يک نمونه نمودار توان تشعشعي يک آنتن بصورت يک نمودار قطبي در شکل زير رسم شده است. گلبرگ يا تابه اصلي   شامل جهت حداکثر تشعشع ميباشد. گلبرگ هاي کوچکتر ديگري موسوم به گلبرگهاي فرعي   نيز در نمودار تشعشع وجود دارد. يک گلبرگ کناري   را به عنوان يک گلبرگ تشعشع در هر جهت غير از جهت گلبرگ اصلي تعريف ميکنيم]۱[.
يک معيار تمرکز توان در گلبرگ اصلي، تراز گلبرگ کناري نسبي  است که نسبت حداکثر اندازه (پرتو) گلبرگ کناري به حداکثر اندازه (پرتو) گلبرگ اصلي است. بزرگترين تراز گلبرگ کناري نسبي در پرتو کل همان حداکثر تراز گلبرگ کناري نسبي  بوده که اغلب با علامت اختصاري SLL  نشان داده ميشود و بر حسب دسي بل عبارت است از :
(۲-۱)

که تابع    اندازه پرتو ميدان ميباشد. در اين رابطه    حداکثر اندازه پرتو و    حداکثر اندازه بزرگترين گلبرگ کناري است. براي يک پرتو نرماليزه شده   ميباشد. نمودار اندازه پرتو يک منبع خطي يکنواخت در مختصات قائم و مقياس خطي در شکل ۱-۷رسم شده است.
 
گلبرگهاي کوچکتر گلبرگهاي کناري بوده و به توالي مثبت و منفي هستند. 

۱-۵) پهناي تابه نيم توان (HPBW) 
بصورت فاصله زاويه اي بين دو نقطه روي تابه اصلي در پرتو توان بوده که اندازه توان نصف حداکثر اندازه آن است. بنابراين: 
(۳-۱)                           

   و    به ترتيب زواياي نقاط در طرف چپ و طرف راست حداکثر تابه اصلي هستند که پرتو توان نصف اندازه حداکثرش است]۱[.
آنتنها مي توانند پهلو آتش   يا سرآتش   باشند. حداکثر اندازه تابه اصلي يک آنتن پهلو آتش در جهتي عمود بر صفحه شامل آنتن است. حداکثر اندازه تابه اصلي يک آنتن سرآتش موازي صفحه شامل آنتن ميباشد
۱-۶)  VSWR و پهناي باند فرکانسي يک آنتن
قبل از تعريف VSWR مفهوم خط انتقال پاياندار را توضيح مي دهيم.
يک خط انتقال بدون اتلاف منتهي به بار دلخواه    را در نظر بگيريد که در راستاي محور Z قرار دارد به طوري که مبدا در محل بار قرار داشته باشد. منبعي در Z هاي منفي (Z<0) موج ولتاژ تابشي   ( ، که   فرکانس زاويه اي،   ضريب الکتريکي و   ضريب مغناطيسي مي باشند. ) را توليد مي ميکند که در جهت +Z  حرکت ميکند. طبق تعاريف خط انتقال نسبت ولتاژ رفت به جريان رفت براي اين موج رونده در جهت +Z برابر امپدانس مشخصه  خط   است. اما اگرخط به بار   منتهي شده باشد، نسبت ولتاژ كل به جريان كل در محل بار برابر   خواهد بود و نه  . براي توضيح اين تناقض بايد يک موج انعکاسي در جهت –Z  وجود داشته باشد. لذا ولتاژ کل خط بار برابر است با : 
(۱-۴ (الف))                
که   ولتاژ تابشي توسط منبع در Z=0 و   ولتاژ بازگشتي از بارو  براي يك خط بي اتلاف عددي حقيقي است ولي   مي تواند مختلط باشد.  
جريان كل نيز از رابطه زير بدست مي آيد:
  (1-4‌‌‌‌‌‌‌ (ب))                                                                                             

نسبت ولتاژ به جريان در محل بار برابر است با امپدانس بار :
 
ضريب انعکاس به صورت زير تعريف ميشود:
بديهي است که:
در حالتي که انعکاس کامل داريم يعني اندازه گاما ۱ است هيچ تواني به بار منتقل نميشود و همه توان برميگردد.
در حالتي که تطبيق کامل داريم يعني گاما۰ است ماکزيمم توان به بار منتقل ميشود. 
نسبت موج ساکن ولتاژدر طول خط انتقال، بصورت نسبت ماکزيمم دامنه ولتاژ به مي نيمم دامنه ولتاژ در خط تعريف ميشود و ثابت ميشود با ضريب انعکاس موج   رابطه زير را دارد:
طبق رابطه فوق هنگامي که    پس   که به اين حالت انعکاس کامل و هنگامي که   در نتيجه    که به اين حالت انطباق کامل مي گوييم.
مشخصه VSWR در يك خط انتقال كه يک آنتن خوب و منطبق را تغذيه مي كند در فرکانس کارش بايد بين ۱و۲و۵/۲ باشد.
فرکانس يا فرکانسهايي که در آنها VSWR نزديک به ۱ و کمينه است فرکانس رزونانس يا تشديد آنتن مي نامند و در اکثر مواقع بازه اي حول اين فرکانسها که VSWR بين ۱و۲ است به صورت پهناي باند فرکانس آنتن حول فرکانس تشعشع در نظر مي گيرند]۳[. 
بديهي است با اين تعريف در فركانس تشديد امپدانس ورودي آنتن به امپدانس مشخصه خط انتقال منطبق است و در نتيجه براي يك خط انتقال بي اتلاف امپدانس ورودي آنتن نبايد در فركانس تشديد قسمت رآكتيو داشته باشد.

۱-۷) بهره جهتي آنتن 
بهره جهتي به صورت نسبت شدت تشعشع در يک جهت معين به شدت تشعشع متوسط تعريف ميشود. 
   (1-9 (الف))                                                                                               
  شدت تشعشع متوسط آنتن است که مي توان بعنوان شدت تشعشع يک منبع يکسانگرد (تشعشع كره اي) در نظر گرفت به طوري که همان اندازه توان کل تشعشع شده ( ) از آنتن واقعي را با شدت تشعشع   ساطع کند. طبق اين تعريف مقدار متوسط شدت تشعشع با توان كل تشعشع شده رابطه زير را دارد:
(۱-۹ (ب))  
که مي توانيم بهره جهتي را بصورت چگالي توان در يک جهت معين در يک برد معين( ) به چگالي توان متوسط در همان برد( ) نيز تعريف کنيم .
                                                          (1-10)   
که    چگالي توان لحظه اي و   بردار يکه شعاعي و  توان کل تشعشع شده از آنتن ميباشد ]۱[.
۱-۸) سمتگرايي 
سمتگرايي بسادگي به صورت حداکثر اندازه بهره جهتي تعريف ميشود.
  (1-11)                                                                          
اگر توان تشعشع بطور يکسانگرد و يکنواخت در کل فضا توزيع شود، حداکثر اندازه شدت تشعشع برابر اندازه متوسطش خواهد بود، يعني  . بنابراين، سمتگرايي اين پرتو يکسانگرد برابر يک است.

۱-۹) بازده تشعشعي آنتن 
نسبت توان تشعشع کل به توان ورودي کل است که تلفات درون ساختار آنتن را شامل ميگردد.
                          (1-12)                                                              
۱-۱۰) بهره يا گين آنتن (g)
دوپارامتر سمتگرايي و بازده تشعشعي آنتن را به هم مربوط ميکند.

بهره مطلق 
 نسبت شدت تشعشع يک آنتن در جهت داده شده به شدت تشعشع همان آنتن در همان جهت وقتي که آنتن به صورت همسانگرد (ايزوتروپيک) تابش کند. به طوري که در هر دو حالت توان ورودي به ترمينالهاي آنتن يکسان باشد و به طور کامل تشعشع شود .
  • بازدید : 35 views
  • بدون نظر
این فایل در ر۸۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

  به معنی ابزار تشخیص امواج رادیویی است. RFID  یک تکنولوژی برای شناسایی خودکار اشیا است. در برچسب های RFID یک وسیله الکتریکی با یک قلم کالا ضمیمه می شود و به مجرد درخواست انتقال کالا اطلاعاتی را از قبیل ویژگی محصولات و… در اختیار قرار می دهد.
برچسب RFID دستگاه ¬الکترونیکی کوچکی است که شامل یک تراشه کوچک و یک آنتن می¬باشد. این تراشه قادر به حمل ۲۰۰۰ بایت اطلاعات یا کمتر است. برای روشن¬تر شدن مطلب می¬توان گفت دستگاه RFID کاربردی شبیه بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی کارت های اعتباری  دارد
مشخصات سامانه RFID
سیستم هایRFID اساسا از برچسب  ها وخواننده  ها تشکیل شده اند. یک برچسب RFID به عنوان یک انتقال دهنده شناخته می شود که شامل آنتن و یک میکرو چیپ می باشد. میکرو چیپ برای ذخیره اطلاعات و انجام عملیات قانونی انتقال اطلاعات و آنتن جهت برقراری ارتباط با خواننده استفاده می شود، هنگامی که خواننده از برچسب در خواست اطلاعات می نماید برچسب اطلاعات شناسایی نظیر RF خود را از طریق سیگنالهای فرکانس رادیویی ارسال می کند.

 یک خواننده RFID معمولا شامل یک مدل RF  بخش کنترل و تجهیزات الکترونیکی از قبیل آنتن جهت برقراری ارتباط از طریق RF است. برای اینکه بفهمید یک خواننده RFID چگونه یک برچسب و شناسه واحد آن را تشخیص می دهد، سناریویی را مبنی بر شکل زیردر نظر بگیرید.
 
شکل۱-۱ برچسب ها و خواننده در سیستم  RFID
در این شکل، خوانندهRFID  سیگنال های رادیویی را با فرکانس خاص و مدت تاخیر مشخص ارسال می کند (معمولا صدها مرتبه در ثانیه) .هر برچسب که دارای دستگاه فرکانس رادیویی و در محدوده دستگاه خواننده می باشد، از طریق ارسال بازتاب اعلام موجودیت می کند. به این دلیل که هر کدام از برچسب ها، دارای یک آنتن داخلی هستند و قابلیت گوش فرا دادن به سیگنال رادیویی در فرکانس تعیین شده را دارند.
اندازه و شکل آنتن مشخص می کند که با چه فرکانسی فعال گردد. برچسب ها از انرژی ارسال شده از جانب خواننده جهت بازتاب آن استفاده می کنند. برچسب ها میتواند سیگنال دریافتی را جهت ارسال اطلاعاتی از قبیل شماره شناسایی ID به دستگاه خواننده تنظیم نمایند. انواع مختلفی از برچسبها و دستگاه های خواننده با انواع خاصی از برنامه ها و محیط ها متناسب هستند. شما باید تصمیم بگیرید که از چه نوع برچسب و دستگاه خواننده ای استفاده کنید، که به لحاظ تنوع برای تقاضای شما بهینه باشد. نوع برچسبی که شما انتخاب می کنید مستقیما بر روی هزینه کل سیستم تاثیرخواهدداشت .همچنین دستگاه های خواننده طیف وسیعی از قیمتها و متعلقات را در برخواهند داشت.


۱-۱- انواع برچسب های RFID

به طور کلی سه نوع برچسب وجود دارد که عبارتند از:
۱- برچسب های غیرفعال : این نوع برچسب ها هیچ منبع تولید انرژی درونی ندارند و انرژی خود را از طریق سیگنال ¬های RF که توسط دستگاه خواننده ارسال و توسط آنتن موجود در برچسب دریافت می¬شود، تامین می¬کنند.
۲- برچسب های نیمه منفعل : بسیار شبیه برچسب ای غیرفعال است، با این تفاوت که باتری کوچکی در آنها وجود دارد و انرژی لازم برای فعال شدن مدار داخل آنها را فراهم می¬سازد.
۳- برچسب های فعال : این برچسب ها دارای یک منبع انرژی داخلی می¬باشند که توانایی انتقال اطلاعات در فواصل دورتر را فراهم می¬کند. این سه نوع برچسب از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخ¬گویی، سرعت پاسخ¬گویی و… نیز با هم تفاوت هایی دارند. این خواص با حرکت از برچسب های فعال به سوی غیرفعال به صورت زیر تغییر می کنند:
اندازه، دامنه پاسخ¬گویی،  قیمت، سرعت پاسخ گویی و قابلیت اطمینان آنها افزایش می یابد.  
عمر این برچسب ¬ها نیز به صورت زیر تغییر می¬کند: غیرفعال > فعال > نیمه منفعل.
عمربرچسب ها به دو دلیل متفاوت می باشد که یکی بدین دلیل که برچسب هایی که منبع انرژی داخلی دارند به علت محدودیت منبع عمر محدود دارند و دیگری باتری کوچک موجود در برچسب نیمه منفعل عمرکوتاهتری از منبع انرژی برچسب فعال دارد.
خصوصیت برچسبها 
همانطور كه گفته شد برچسب ها وسيله شناسايی متصل شده به كالا، شی و فردی هستند كه ما مي خواهيم آن را ردیابی کنیم. مهمترین خصوصیات برچسبهای RFID شامل موارد زیر است:
 نوع بسته بندی برچسبها: برچسب ها می توانند در داخل دکمه هایی ار جنسPVC ، اجناس شیشه ای، جواهرات یا برچسبهای کاغذی یا کارتهای پلاستیکی پنهان شوند. استاندارد DIN/ISO 69873 مواردی را برای تعبیه برچسبها در داخل ابزارآلات ماشینی تعیین می کند. لذا راه های بسته بندی و علامتگذاری برچسب ها متنوع می باشد.
اتصال: معنی اتصال به این برمی گردد که کدام دستگاه خواننده با کدام برچسب ارتباط برقرار نماید. راه های اتصال متفاوتی بسته به درجه یا میزان اعتبار ارتباطات استفاده می گردد.
انتخاب گونه ارتباط، بر روی میزان ارتباط و هزینه برچسب ها و میزان به وجود آمدن خطا تاثیر خواهد داشت.
قدرت: سطح الکترو مغناطیسی یا انرژی پالسی که از فرکانس رادیوئی دستگاه خواننده منتشر می گردد، قدرت مورد نیاز برچسب را تامین می کند. 
میزان فضای ذخیره اطلاعات: برچسب ها با میزان فضای ذخیره متفاوتی تولید می شوند. برچسبهای فقط خواندنی با فضای کاملا مشخص شده ای در کارخانه تولید می شوند. کاربران می توانند تنها یک مقدار را به برچسب هایی با قابلیت نوشتن یکبار اختصاص دهند. هر چند که برای برچسب هایی با قابلیت چند بار نوشتن، مقدار برچسب می تواند بارها تغییر کند، مانند میزان دما یا فشارکه مرتبا تغییر می کند.
 رعایت استاندارد: بسیار از گونه های سیستم های RFID  مطابق استانداردهای بین المللی مشخص شده ای کار می کنند. تولیدکنندگانی که از استاندارد ISO11785  استفاده می کنند بر روی سیستم هایی مطابق با این استاندارد کار می کنند. بعضی از استانداردها، مانند سیستم کلاسه بندی شده که توسطEPCglobal  استفاده می شوند، فرکانس به کار رفته بین برچسب ها و دستگاه های خواننده را و همچنین گونه های ارتباط برچسب ها با خواننده و یا میزان فضای ذخیره اطلاعات و مواردی از این قبیل را مورد بررسی قرار می دهد.
انتخاب گونه برچسب 
خيلي از پارامترها در انتخاب يك گونه از برچسب ها در نظر گرفته مي شود كه شامل موارد زير مي شود:
محدوده عملكرد عمليات خواندن: برچسب هاي فعال محدوده خواندن بيشتري را نسبت به برچسب هاي غیرفعال  پوشش می دهند. جهت برنامه هاي كوچك از برچسب هاي غیرفعال استفاده مي شود چون محدوده اي كه ايجاد مي كنند معمولاکافی می باشد.
مواد و بسته بندی: مواد مختلف فرکانسهای مختلفی را تولبد می کنند. به عنوان مثال مایعات مانع از جریان یافتن امواج رادیویی می شوند و موادی که فلز در داخل خود دارند باعث ایجاد تداخل در خواننده ها می شوند.
فاکتورهای شکل ظاهری: برچسب ها در اندازه های مختلفی تولید می شوند. شکلی که برای برچسب ها در نظر گرفته می شود معمولا به بسته هایی که اجناس در آنها قرار می گیرد بستگی دارد.
در راستای استاندارد حرکت کردن: این بسیار مهم است که  بیشتر دستگاه های خواننده موجود با فرکانس برچسبی که انتخاب کرده اید سازگار باشند. برای این کار موسسه های EPCgloable و موسسه ISO استانداردهایی را برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین برچسبها و خواننده ها تولید می کنند.
هزینه: هزینه ای که برای یک برچسبRFID  در نظر گرفته می شود، نقش مهمی را در انتخاب نوع برچسب ها دارد، چون اکثر برنامه ها از برچسب های زیادی استفاده می کنند.

 2-1 بررسی دستگاه خواننده 

دستگاه های خوانندهRFID  دستگاه های بازجو هم نامیده می شوند، که جهت شناسایی برچسب ها در اطراف خود استفاده می شوند. دستگاه هاي خواننده در شکلها و اندازه هاي مختلفي و همچنين به صورت قابل حمل در پايانه ها يافت مي شوند، شما مي توانيد به خواننده ها به عنوان نقاطي جهت اتصال برچسب ها به شبکه نگاه کنيد.
دستگاه خواننده بين برچسبها و دنياي خارج قرار مي گيرد و متشکل از ۴ قسمت جداگانه زیر می باشد:
 
شکل۱-۲ اجزای سیستم خواننده
رابط برنامه کاربردي: API  مربوط به دستگاه خواننده، رابط برنامه کاربردي است که به برنامه اجازه می دهد رخدادهایی که از جانب برچسبها RFID ایجاد می شود را ثبت نماید. این رابط توانایی هایی مبنی بر تنظیم، مشاهده و دیگر قابلیتهایی مدیریتی ارائه می دهد.
ارتباطات: دستگاه های خواننده دارای لبه ارتباطی (محلی که با دستگاه دیگر ارتباط دارد) می باشند و مانند دیگر دستگاه های ارتباطی، خواننده هایRFID باید قابلیت اتصال به شبکه را داشته باشند. اجزای ارتباطی خواننده ها توابع  شبکه ای را مدیریت می کنند.
مدیریت رخداد: هنگامی که خواننده برچسب را می بینید، ما به این رخداد دیدار  می گوییم. به آنالیز دیدار واژه فیلترکردن رویداد نیز گفته می شود. مدیریت رخداد مشخص می کند، چه نوع دیداری انجام گرفته است و تعیین می کند چه رخدادهایی به اندازه کافی مهم جهت قرارگیری درگزارش کار یا ارسال به برنامه خارجی موجود بر روی شبکه می باشند.
زیرسیستم آنتن: زیرسیستم آنتن از یک یا چند آنتن تشکیل شده است، و رابط کاربردی و منطقی را در خواننده ها جهت دریافت پاسخ از برچسب ها تعیین می کند.  
انتخاب دستگاه خواننده 
انتخاب دستگاه خواننده شما وابسته به نوع برچسبی می باشد، که انتخاب می کنید. بعضی دستگاه های خواننده فقط با انواع خاصی از برچسب ها متناسب هستند.
خواننده ها، به عنوان دستگاه های قوی ارسال امواج رادیویی، باید از فرکانس های تعیین شده معمول محلی، قدرت مشخص و دوره پریودیک خاص پیروی کنند (اینکه هر خواننده در یک مدت زمان مشخص چند بار اقدام به ارسال امواج نماید).
هنگام انتخاب خواننده، باید  بر محیط فیزیکی که دستگاه خواننده در آن قرار می گیرد، توجه گردد. دستگاه باید به اندازه کافی کوچک باشد تا سر راه افراد و دیگر لوازم نباشد و همچنین در مقابل گردوخاک، رطوبت و تغییرات درجه حرارت سخت و پایدار باشد.
در انتها، دید نهایی که می توان بر موضوع انتخاب خواننده داشت، این است که به چه مقدار این دستگاه کارایی و تناسب  با ابزار ات مدیریتی و مشاهده ایIT  دارد.

۳-۱- میان افزار RFID  

انتخاب برچسب و خواننده مناسب و اینکه در چه محلی آنتن آن نصب گردد، اولین قدم در راه اندازی سیستم RFID می باشد. 
قابلیت خواندن میلیونها بر چسب در حال حرکت، به صورت زنجیره ای و الزام برابری کد برچسبها با اطلاعات معنی دار باعث به وجودآمدن حجم زیادی از اطلاعات با پیچیدگی ارتباطی آنها خواهد شد. میان افزارهای RFID برای کمک به حل این پیچیدگی ها مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی از مزایای اولیه استفاده از میان افزارها استاندارد آنها جهت برخورد با سیلی از اطلاعات برچسب های کوچک می باشد. علاوه بر فیلتر کردن رخدادها، شما نیاز به مکانیزمی جهت کپسوله کردن برنامه دارید که مانع از مشاهده جزییات بیشتر مانند موارد فیزیکی از قبیل (مشخصات خواننده ها، حسگر ها و پیکربندی آنها) شود.
نهایتا شما نیاز به رابط کاربری استاندارد دارید، که جهت درخواست برای مشاهدات معنی دار دستگاههایRFID  مورد استفاده قرار گیرد.

 
شکل ۱-۳ اجزای میان افزار RFID
  برای استفاده از میان افزار سه اصل اساسی  وجود دارد. 
۱- ایجاد ارتباط بین خواننده ها  توسط آداپتور دستگاه های خواننده.
۲- پردازش ردیفهایی  از مشاهدات دستگاه هایRFID که دربرنامه های مربوطه استفاده می شود (مانند استفاده آنها توسط مدیر رخداد).
۳ – ایجاد رابط مرحله ای برنامه  جهت مدیریت خواننده ها و بدست آوردن رخدادهای فیلتر شده RFID.

آداپتور دستگاه های خواننده (اجزای میان افزار)
چندین نوع از خواننده های RFID امروز در فروشگاه ها موجود می باشد و هر کدام رابط کاربری خود را دارا می باشند.
اینکه هرکدام از تولیدکنندگان برنامه با گونه های مختلف خواندن اطلاعات از دستگاه های مختلف آشنا باشند، کار غیرممکنی است. رابط خواننده ها، به اندازه نقاط دسترسی به داده ها، و توانایی های مدیریتی دستگاه ها، دارای تنوع می باشد. به همین دلیل باید میان افزاری استفاده گردد، که شما را از آشنایی با طرز فکرهای غیرمعمول دستگاه های خواننده بی نیاز سازد.
لایه وفق دهنده دستگاه های خواننده خصوصیات رابط دستگاه خواننده راکپسوله و مجزا می کند. و به این ترتیب این گونه موارد برخوردی با برنامه نخواهند داشت.
  • بازدید : 51 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

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 ۱۹۰۱ میلادی بود که “مارکنی” در یک اتاق اجاره‌ای دستگاه فرستنده‌ای کار گذاشته بود، که از ساعت ۱۵ تا ۱۸ 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. 
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 كوشش هاى پيگيرانه اى در جهت استفاده هرچه بيشتر از امواج به جاى سيم ها در دنياى كامپيوتر در حال انجام است كه برخى از آنها به نتيجه مطلوب رسيده ولى برخى هنوز در مراحل آزمايشى و تحقيقاتى قرار دارند. ارتباطات ماهواره اى از طريق آنتن هاى عادى دريافت و ارسال (send&receive) يكى از نمونه هاى برجسته و بسيار كارا در اين زمينه است كه استفاده موفقيت آميز از آن اكنون معمول گشته است. با اين حال تكنيك هاى پيشرفته ترى نيز در راه هستند كه از آن جمله است به كارگيرى آنتن هاى هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتى و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چيست و چه كاربردى دارد و گذشته از آن، آيا به راستى «آنتن» مى تواند «هوشمند»باشد؟ 
براى اينكه نسبت به سيستم آنتن هوشمند يك ديد اوليه پيدا كنيد، چشمانتان را ببنديد و سعى كنيد در حالى كه يكى از دوستانتان در اطراف اتاق حركت مى كند با او صحبت كنيد. درمى يابيد كه مى توانيد محل وى را (يا چند نفر را) بدون ديدنشان در اتاق تشخيص دهيد. مهمترين علت آن عبارت است از آنكه: صداى شخصى را كه صحبت مى كند از طريق دو گوشتان، كه سنسورهاى صداى شما محسوب مى شوند، مى شنويد. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما مى رسد. مغز شما كه يك پردازشگر سيگنال حرفه اى است، محاسبات زيادى را انجام مى دهد تا همبستگى اطلاعات را با هم پيدا كرده و محل شخص صحبت كننده را پيدا نمايد. مغز شما همچنين توان سيگنال صداى دريافتى از دو گوش را با هم جمع مى كند. بنابراين صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهاى ديگر دريافت خواهيد كرد. سيستم هاى آنتن تطبيقى هم همين كار را انجام مى دهند، كه در آن به جاى گوش از آنتن استفاده شده است. ولى فرق اين دو در آن است كه آنتن ها، دستگاه هايى دوطرفه هستند و مى توانند سيگنالى را در همان جهت كه سيگنال اول دريافت كرده اند بفرستند. بنابراين با استفاده از «چند» آنتن مى توان سيگنال را «چند» بار قوى تر دريافت و ارسال كرد. 
نكته بعدى اينكه اگر چند نفر با هم صحبت كنند، مغز شما مى تواند تداخل را حذف كرده و در يك زمان خاص روى يك مكالمه خاص تمركز كند. سيستم هاى ارائه تطبيقى پيشرفته هم مى توانند بين سيگنال مورد نظر و سيگنال هاى ناخواسته تفاوت قائل شوند. 
اكنون به تعريف آنتن هوشمند نزديك مى شويم: يك سيستم آنتن هوشمند از چند المان با قابليت پردازش سيگنال استفاده مى كند تا تشعشع و يا دريافت را در پاسخ به محيطى كه سيگنال در آن وجود دارد بهينه نمايد. 
• نقش آنتن در يك سيستم مخابراتى 
آنتن در سيستم هاى مخابراتى بيشتر از تمام بخش هاى ديگر از معرض ديد دور مانده است. آنتن دريچه اى است كه انرژى فركانسى راديويى را از فرستنده به دنياى خارج و از دنياى خارج به گيرنده كوپل مى كند. روشى كه طى آن انرژى به فضاى اطراف توزيع و از آن دريافت مى شود اثرى بسيار جدى روى استفاده موثر از طيف، برقرارى شبكه هاى جديد و كيفيت سرويس ايجاد شده از اين شبكه ها دارد. به طور كلى دو نوع آنتن داريم: آنتن همه جهتى و آنتن يك جهتى. 
• آنتن هاى همه جهتى 
از روزهاى اولى كه ارتباط بدون سيم شروع شد، از آنتن همه جهتى استفاده مى شد كه اين آنتن در همه جهات سيگنال را به خوبى دريافت و منتشر مى كند. الگوى اين آنتن همه جهتى شبيه به قطرات آب است كه پس از برخورد يك جسم به آب، از سطح آب خارج مى شوند. در اين نوع آنتن به علت اين كه اطلاعاتى از محل قرار گرفتن كاربرها در دست نيست، سيگنال پراكنده مى شود و تنها درصد كوچكى از سيگنال به هر كاربر مى رسد. 
با وجود اين محدوديت روش هاى همه جهتى سعى مى كنند اين مشكل را با زياد كردن توان تشعشعى سيگنال هاى ارسال شده رفع نمايند. در صورت وجود چند كاربر (يا چند منبع تداخل) مشكلات زيادى ايجاد مى شود زيرا سيگنال هايى كه به كاربر مورد نظر نرسند براى كاربران ديگر كه به عنوان مثال در سيستم سلولى در سلول مجاور قرار دارند، تداخل ايجاد مى كنند. روش هاى همه جهتى راندمان طيف را كم كرده و استفاده مجدد از فركانس را محدود مى كنند. اين محدوديت ها باعث مى شود كه طراحان شبكه دائماً مجبور به اصلاح شبكه با هزينه هاى گران باشند. در سال هاى اخير محدوديت هاى تكنولوژى در مورد كيفيت، ظرفيت و پوشش سيستم هاى بى سيم باعث ايجاد تغييرات در طراحى و قوانين آنتن در سيستم هاى بى سيم شده است. 
• آنتن هاى يك جهتى 
يك تك آنتن نيز مى تواند طورى ساخته شود كه در جهات مورد نظر دريافت و ارسال مشخصى داشته باشد. با رشد روزافزون سايت هاى فرستنده، امروزه بسيارى از سايت ها بخش هاى مشخصى را به عنوان سلول براى خود انتخاب مى كنند. يك ناحيه با شعاع ۳۶۰ درجه به ۳ زير ناحيه ۱۲۰ درجه تقسيم و هر يك توسط يك روش انتشارى پوشش داده مى شود. 
آنتن هاى هر بخش در يك محدوده مشخص «گين» بيشترى را نسبت به يك آنتن همه جهتى ايجاد مى كنند. منظور از گين بهره خود آنتن است و اين به بهره هاى پردازشى كه در سيستم هاى آنتن هوشمند وجود دارد مربوط نمى شود. با اينكه آنتن هاى قرار داده شده در هر بخش استفاده از كانال را چند برابر مى كنند، ولى كماكان مشكل تداخل بين كانال ها را همانند آنتن هاى همه جهتى دارند. 
• سيستم آنتن هوشمند 
در حقيقت، آنتن ها هوشمند نيستند بلكه سيستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامى كه اين سيستم ها در كنار يك ايستگاه پايه قرار مى گيرند، آنتن هوشمند از يك ارائه آنتنى با قابليت پردازش سيگنال ديجيتال براى ارسال و دريافت سيگنال به صورت حساس و تطبيقى استفاده مى كند. به عبارت ديگر، چنين سيستمى مى تواند به صورت اتوماتيك جهت الگو تشعشعى را در پاسخ به محيط سيگنال تغيير دهد. اين مسئله به طرز شگفت انگيزى مشخصه سيستم بى سيم را بهبود مى بخشد. 
• علت هوشمندى اين نوع آنتن ها 
در مكان هايى كه تعداد كاربر، تداخل و پيچيدگى انتشار زياد مى شود، به سيستم هاى آنتن هوشمند نياز خواهد بود. هوشمندى سيستم ها به امكانات آنها براى پردازش سيگنال ديجيتال برمى گردد. مانند اكثر پيشرفت هاى مدرنى كه در صنايع الكترونيك امروزى صورت گرفته است، فرمت ديجيتال از جهت دقت و انعطاف پذيرى كاركرد چند مزيت دارد. سيستم هاى آنتن هوشمند سيگنال هاى آنالوگ (نظير صوت) را گرفته و به سيگنال هاى ديجيتال تبديل و براى ارسال مدوله مى كنند و در سمت ديگر دوباره آن را به سيگنال آنالوگ تبديل مى نمايند. در سيستم هاى آنتن هوشمند اين قابليت پردازش سيگنال با تكنيك هاى پيشرفته (الگوريتم ها) تركيب شده و براى اداره وضعيت هاى پيچيده استفاده مى شوند. 
• اهداف و مزاياى يك سيستم آنتن هوشمند 
دو هدف سيستم آنتن هوشمند، افزايش كيفيت سيگنال سيستم هاى راديويى و افزايش ظرفيت از طريق افزايش استفاده مجدد از فركانس صورت مى گيرد. گين سيگنال، ورودى چند آنتن با هم تركيب مى شود تا توان موجود براى برقرارى سطح پوشش مورد نظر بهينه شود. 
متمركز كردن انرژى فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرويس دهى و پوشش ايستگاه پايه را افزايش مى دهد. مصرف توان كمتر عمر باترى را بيشتر كرده و تلفن همراه را كوچك تر و سبك تر مى كنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سيگنال به تداخل را افزايش مى دهند. هزينه كمتر براى تقويت كننده، مصرف توان و قابليت اطمينان بيشترى را ايجاد خواهد كرد. 
• كاربرد تكنولوژى آنتن هوشمند 
تكنولوژى آنتن هوشمند مى تواند به نحو موثرى عملكرد سيستم بى سيم را بهبود بخشد و از نظر اقتصادى نيز بسيار به صرفه است. اين تكنولوژى كاربران كامپيوترها، سيستم هاى سلولى و شبكه هاى حلقه محلى بى سيم را قادر مى سازد كه كيفيت سيگنال، ظرفيت سيستم و پوشش را بسيار بالا ببرند. كاربران معمولاً در زمان هاى مختلف، به درصدهاى مختلفى از كيفيت، ظرفيت و پوشش نياز دارند. در اصل سيستم هايى كه از نظر ساختار به راحتى قابل تغيير باشند، در دراز مدت بهترين و به صرفه ترين راه حل ها محسوب مى شوند. 
سيستم هاى آنتن هوشمند با اندكى تغيير، در تمام استانداردها و پروتكل هاى بى سيم قابل اعمال هستند. 
قابليت انعطاف آنتن هوشمند تطبيقى اجازه خلق محصولات و خدمات بسيار سطح بالايى را مى دهد. آنتن هاى تطبيقى هوشمند به هيچ نوع مدولاسيون يا پروتكل برقرارى ارتباط هوايى محدود نيستند. اين سيستم ها با تمام روش هاى مدولاسيون فعلى سازگار هستند. احتمالاً طيف بسيار وسيعى از سيستم هاى ارتباطى بدون سيم از مزاياى پردازش مكانى برخوردار مى شوند، مثلاً سيستم هاى سلولى با قابليت تحرك بالا، سيستم هاى سلولى با قابليت تحرك كم، كاربردهاى حلقه محلى بدون سيم، مخابرات ماهوراه اى و Lan هاى بدون سيم و به ويژه اينترنت بى سيم براى كامپيوترهاى قابل حمل. باور بسيارى براين است كه پردازش مكانى، جاى تمام روش هاى موجود براى سيستم هاى بى سيم را خواهد گرفت.



معرفي تکنولوژي آنتن‌هاي هوشمند در شبكه‌هاي بدون سيم (استفادة بهينه از باند فرکانسی)
در سال‌هاي اخير، تقاضا براي استفاده از شبكه‌هاي مخابراتي بدون سيم رشد فزاينده‌اي داشته است. اين افزايش تقاضا، در نسل دوم و سوم شبكه‌هاي بدون سيم بيشتر مشاهده مي‌شود و ممکن است در آيندة نزديک به يك مشكل جدي منجر شود؛ اين مشکل جدي چيزي نيست جز پر شدن باند فرکانسي. تكنولوژي آنتن‌هاي هوشمند، مرحلة جديدي از نبرد همه‌جانبه با اين مشکل جدي و استفادة بهينه از باند فركانسي و افزايش ظرفيت در شبكه‌هاي مخابراتي است. در نوشتار حاضر، به معرفي اين تکنولوژي خواهيم پرداخت: 
آنتن‌هاي هوشمند از گذشته‌هاي دور 
به طور معمول، كلمة آنتن به يك وسيلة مكانيكي اطلاق مي‌شود كه امواج الكترومغناطيسي را به جريان الكتريكي و بالعكس تبديل مي‌كند و ما آن را بيشتر به عنوان يک تشعشع‌کننده مي‌شناسيم. اما در مبحث آنتن‌هاي هوشمند، كلمة آنتن مفهوم جامع‌تري دارد و شامل يك فرستنده و گيرندة كامل است. 
تئوري آنتن‌هاي هوشمند يا تطبيقي، موضوع جديدي نيست و از اين آنتن‌ها سال‌ها در جنگ‌هاي الكترونيك استفاده مي‌شده است؛ اولين استفادة عملي از آن به جنگ جهاني دوم (۱۹۴۰) بر مي‌گردد. 
در صنايع نظامي نياز است كه يك هدف را كه با سرعت زياد حركت مي‌کند، رديابي كنند. از آنجا كه ثابت زماني گردش مكانيكي آنتن به علت اينرسي زياد آن، خيلي زياد است، نمي‌تواند با ثابت زماني مدارات الكترونيكي گيرنده و فرستندة آنتن منطبق شود و به همين دليل، سرعت رديابي به شدت کند مي‌شود. در نتيجه، اين ايده مطرح شد كه فضا را با چرخش الكترونيكي راستاي ديد آنتن جاروب كنند. 
مراحل رسيدن به آنتن‌هاي هوشمند فعلي را مي‌توان به صورت زير بيان كرد: 
نوع اول) adaptive null steering smart antenna 
نوع دوم) phased array smart antenna 
نوع سوم) switched beam smart antenna 
استفاده از آنتن‌هاي هوشمند نوع اول و دوم در صنايع مخابراتي بسيار پر‌هزينه است و براي پياده‌سازي آن در شبكه‌هاي سلولي امروزي، بايد تغييرات گسترده‌اي در ساختار اين شبکه‌ها ايجاد گردد. علاوه بر اين، به علت زياد بودن تعداد كاربران و نيز اثرات تضعيف مختلف، بهرة آنها بسيار محدود است. ولي استفاده از آنتن‌هاي هوشمند نوع سوم، به تغييرات گسترده در شبكة سيار سلولي حاضر نياز ندارد. همچنين، با استفاده از الگوريتم‌هاي مناسب مي‌توان بهرة آنها را تا حد مطلوب بهبود بخشيد. 
در ساده‌ترين بيان، آنتن هوشمند آنتني است كه پترن (pattern) آن ثابت نبوده و آن را با شرايط فعلي راديويي (موقعيت مشترك) تطبيق مي‌دهد. 
لزوم استفاده از آنتن‌هاي هوشمند 
از آنجاييکه براي طراحي شبكه‌هاي امروزي، تمام تلاش‌ها روي بهينه‌سازي روش‌هاي مدولاسيون، كدينگ و استانداردها متمركز بوده‌است، به تكنولوژي‌هاي مرتبط با آنتن توجه كمتري شده‌است؛ در حاليکه براي رفع نياز‌هاي شبكه‌هاي سلولي آينده بايد آنها را تا حد ممكن هوشمند طراحي كرد. در همين راستا، عمدة توجهات روي فيلتر كردن فضا متمركز شده است. فيلتر كردن در حوزة فضا، بين كاربرهايي كه از يك كانال راديويي مشترك استفاده مي‌كنند، تمايز ايجاد مي‌کند و در نتيجه مي‌توان از فضا به عنوان يك روش دستيابي (access) در تركيب با روش‌هاي دستيابي كنوني نظير FDMA، TDMA و CDMA استفاده كرد. ذكر اين نكته لازم است كه در اينجا منظور از كانال، فركانس كارير، شيار زماني و كد است. در واقع آنتن هوشمند مي‌تواند كاربرهايي را كه فركانس، شيار زماني و كد آنها يكي است، از هم تشخيص دهد. 
آغاز تحقيقات گسترده براي استفادة تجاري از آنتن‌هاي هوشمند، به سال ۱۹۹۴ بر مي‌گردد. اين مساله ممكن است اين سوال را مطرح سازد كه چرا با اين همه تأخير به فكر استفاده از آنتن‌هاي هوشمند افتاده‌ايم و نه مثلاً بيست سال پيش؟ در پاسخ به اين پرسش بايد به دو نکته توجه کرد: 
۱– در حال حاضر نياز شديدي به افزايش ظرفيت در شبكه‌هاي مخابراتي وجود دارد؛ در حاليكه در گذشته چنين نبوده است. 
۲- امروزه پردازنده‌هايي با سرعت‌هاي فوق‌العاده بالا و قيمت مناسب ارائه شده‌است؛ در حاليكه در گذشته از اين امكان برخوردار نبوديم. 
طبقه‌بندي آنتن هوشمند 
بسته به اينكه آنتن‌هاي هوشمند بيم خود را چگونه توليد مي‌كنند، مي‌توان آنها را به سه دسته تقسيم كرد. اين تقسيم‌بندي در واقع يك سطح هوشمندي به اين آنتن‌ها تخصيص مي‌دهد: 
۱- switching beam or switching lobe smart antenna )SBA) 
در اين روش، آنتن هوشمند تعداد محدودي بيم در اختيار دارد و بسته به موقعيت مشترك، بيمي را انتخاب مي‌كند كه بيشترين مقدار “نسبت سيگنال به نويز ( SNR )” را داشته باشد. بدين‌ترتيب، توان سيگنال دريافتي افزايش مي‌يابد. اين آنتن به سادگي قابل پياده‌سازي بوده و هم‌اكنون تلاش‌هاي زيادي جهت استفاده از آن در نسل دوم و سوم شبكه‌هاي مخابراتي در حال انجام است. 
۲- tracking beam or dynamically phased array smart antenna )TBA) 
در اين روش که به نوعي تعميم روش قبلي است، با در نظر گرفتن “جهت سيگنال دريافتي از مشترك (DoA) ” مي‌توان مشترك را در محدودة سلول توسط يك بيم رديابي كرد. اين روش باعث بهبود توان سيگنال دريافتي مي‌شود. 
در يك آنتن آرايه‌فازي، در تغذية هر آرايه از يك شيفت‌دهندة فاز استفاده مي‌شود؛ در نتيجه بين هر دو آرايه يك اختلاف فاز به وجود مي‌آيد كه ميزان چرخش بيم آنتن را تعيين مي‌كند. با در نظر گرفتن اختلاف فاز بين دو سيگنال دريافتي از دو آراية مجاور، مي‌توان جهت مشترك را تخمين زد. 
۳ – optimum combining or adaptive array smart antenna 
در اين روش از همان الگوريتم DoA براي دريافت سيگنال‌هاي تداخلي استفاده مي‌شود. اما در گيرنده با ضرب كردن اين سيگنال‌ها در توابع وزن مناسب، مي‌توان بيم آنتن را طوري جهت داد كه حداكثر سيگنال دريافت شود. در واقع در اين روش، “نسبت سيگنال به مجموع تداخل و نويز (SINR) ” بهينه مي‌شود. 
در هركدام از روش‌هاي بالا، سيگنال دريافتي از هر المان آرايه در يك بردار وزن ضرب مي‌شود. آنچه كه اين روش‌ها را از هم متمايز مي‌كند، چگونگي محاسبة اين بردار وزن و نيز معيارهاي لازم براي محاسبة آن است. 
وقتي كه آنتن هوشمند به يكي از روش‌هاي فوق به كار گرفته شد، مي‌توان يك طبقه‌بندي ديگر نيز بسته به نوع كاربرد براي آن در نظر گرفت: 
۱ – high sensitivity reciever )HSR) 
در اين الگو، آنتن هوشمند فقط در حالت uplink به‌كار مي‌رود. بنابراين مي‌توان با افزايش بهره، حساسيت آن را افزايش داد. اين مفهوم، چيزي غير از همان مفهوم diversity كه در شبكه‌هاي مخابراتي پياده‌سازي شده‌است، نيست. 
۲- spatial filtering for interference reduction )SFIR) 
در اين الگو، از آنتن هوشمند در هر دو جهت uplink و downlink استفاده مي‌شود. در اين حالت بهرة آنتن در هر دو جهت افزايش مي‌يابد. بدين‌ترتيب، به نوعي فضا را فيلتر مي‌كنند. 
۳- spatial division multiple access )SDMA) 
اين روش، آخرين گام در تكامل آنتن‌هاي هوشمند است. به‌طوريکه با استفاده از آن مي‌توان با كاربرهاي زيادي كه از يك كانال مخابراتي مشترك در يك سلول استفاده مي‌كنند به طور همزمان ارتباط برقرار كرد. تنها عامل جداكنندة اين كاربرها زاوية فضايي است. اين روش باعث افزايش ظرفيت روش‌هاي دستيابي قبلي مي‌شود. استفاده از SDMA در سيستم‌هاي نسل دوم که مبتني بر TDMA ‌ هستند تا حدي مشكل است ولي پيش‌بيني مي‌شود كه در آيندة نزديک، SDMA يك جزء اساسي در سيستم‌هاي مخابراتي نسل سوم مبتني بر CDMA باشد. 
فوايد استفاده از آنتن‌هاي هوشمند 
افزايش ظرفيت: در نواحي پرجمعيت، تداخل عامل مهم محدودكنندة ظرفيت است. آنتن‌هاي هوشمند به طور همزمان با افزايش سطح سيگنال مفيد دريافتي و كاهش اثر تداخل، SIR را افزايش مي‌دهند. 
درسيستم‌هاي ‏CDMA ، تداخل عامل مهمي در محدودكردن ظرفيت محسوب مي‌شود. علت اين امر، عدم دقت در تعامد كدها است. بدين‌ترتيب پيش‌بيني مي‌شود كه بهبود ظرفيت در سيستم CDMA  خيلي بيشتر از ساير روش‌هاي دستيابي باشد. نتايج تجربي براي سيستم CDMA افزايش ظرفيتي از مرتبة ۵ و براي سيستم TDMA افزايش ظرفيتي از مرتبة ۳ را نشان مي‌دهند. 
افزيش محدوة تحت پوشش: در نواحيي كه توزيع جمعيت پراكنده باشد، با توجه به اينكه مي‌توان پَتِرن آنتن را سمت‌گراتر كرد، با استفاده از سيستم‌هاي هوشمند مي‌توان آنتن‌ها را خيلي دورتر نسبت به هم قرار داد که اين امر به معني افزايش محدودة تحت پوشش شبكة بدون سيم است. 
افزايش عمر باتري: با توجه به اينكه در سيستم SDMA پَتِرن آنتن سمت‌گراتر مي‌شود، توان ارسالي به گوشي افزايش مي‌يابد و اين مساله باعث افزايش عمر باتري مي‌شود. 
اراية سرويس‌هاي جديد: با استفاده از آنتن‌هاي هوشمند، اطلاعات مفيدي دربارة موقعيت مكاني مشتركان در اختيار خواهيم داشت. از اين اطلاعات مي توان جهت اراية سرويس‌هاي جديد به مشتركين بهره جست. 
افزايش امنيت مکالمات: از آنجا که براي استراق سمع يك ارتباط بايد مشترك مزاحم دقيقاً در همان زاوية فضايي كه آنتن BS ، مشترك مورد نظر را مي‌بيند قرار داشته باشد، استراق سمع هنگام استفاده از آنتن‌هاي هوشمند بسيار مشكل است. 
كاهش انتشار multi-path : با استفاده از يك بيم باريك در BS  براي ارتباط با مشترك، انتشار multi-path در BS كاهش مي‌يابد. البته اين كاهش انتشار خيلي چشمگير نيست. 
هزينه‌ها و معايب استفاده از آنتن‌هاي هوشمند 
پيچيدگي تجهيزات فرستنده و گيرنده: با توجه به مباحث قبلي، تجهيزات به‌كاررفته در يك آنتن هوشمند خيلي پيچيده‌تر از آنتن‌هاي فعلي است. علاوه‌بر اين، الگوريتم‌هاي تشكيل بيم نياز به محاسبات پيچيده دارند. به اين معني كه BS ‌هاي آنتن‌هاي هوشمند نياز به پردازنده‌هاي قدرتمند و سريع دارند. در نتيجه، هزينة آنها خيلي بيشتر از BS ‌هاي آنتن‌هاي امروزي است. 
  • بازدید : 69 views
  • بدون نظر

همانطور كه مي دانيد عنوان شبكه در برگيرنده  مفهومي وسيع است كه شبكه  چاه هاي آب  روستايي   ( قنات ها)، شبكه ي نهرها و كانال هاي آبياري مزارع، شبكه  آب و فاضلاب شهري، شبكه گاز شهري، شبكه پدافند هوايي و نيز شبكه هاي كامپيوتري هر كدام به نحوي تداعي كننده مفهوم كلي اين كلمه مي باشند.

البته واضح است كه با توجه به پيشرفت چشمگير كامپيوتر و تكنولوژي هاي وابسته به آن          (جمع آوري، پردازش و توزيع اطلاعات) در دنياي امروز، شبكه هاي كامپيوتري در تمامي مفاهيم كه از شبكه عنوان شد، وارد شده اند، و نرم افزار هاي كامپيوتري كارهاي مديريت، نظارت و كنترل كليه شبكه هاي ياد شده را به عهده گرفته اند. پيوند فرخنده  كامپيوتر و مخابرات اتفاقي بود كه هر دو صنعت را دچار تحولات عظيم كرد. اكنون ديگر مفهوم اتاقي با يك كامپيوتر بزرگ به نام « مركز كامپيوتر» كه افراد كارهايشان را به آنجا مي آورند، به كلي منسوخ شده است. مدل قديمي كامپيوتر بزرگي كه تمام كارهاي محاسباتي سازمان را انجام مي دهد، اكنون جاي خود را به تعداد زيادي كامپيوتر كوچك متصل به هم داده است. به اين سيستم ها شبكه هاي كامپيوتري (computer netwoks) گفته مي شود.

دو كامپيوتر وقتي « به هم متصل اند» كه بتوانند با يكديگر اطلاعات رد و بدل كنند. الزامي نيست كه اين اتصال از طريق سيم هاي مسي باشد، فيبرهاي نوري، امواج مايكروويو، مادون قرمزو ماهواره هاي مخابراتي هم مي توانند عامل اين ارتباط باشند.

در اينجا پس از طرح مساله شبكه هاي بي سيم، مهمترين مساله بررسي آنتن هاي قابل استفاده در اين شبكه ها مي باشد، كه در ابتدا لازم مي دانيم تاريخچه  مختصري از پيدايش آنتن را نيز در اختيار خوانندگان محترم قرار دهيم.

مبناي نظري آنتن ها بر معادلات ماكسول استوار است. جيمز كلارك ماكسول[۱] (۱۸۳۱-۱۸۷۹) در سال ۱۸۶۴ در حضور انجمن سلطنتي انگلستان نظريه خود را ارائه داد؛ مبني بر اينكه نور و امواج الكترو مغناطيسي پديده هاي فيزيكي يكساني دارند. همچنين پيش بيني كرد كه نور و اختلالات الكترو مغناطيسي را مي توان به صورت امواج رونده داراي سرعت برابر توجيه كرد.  در سال ۱۸۸۲ فيزيكدان آلماني هاينريش هرتز[۲] (۱۸۹۴-۱۸۷۵) با افزايش تحقيقات در اين زمينه ادعاي ماكسول را در عمل اثبات كرد و نشان داد كه امواج الكترو مغناطيسي در فضا منتشر مي شود. هرتز، آنتن هايي از نوع دو قطبي و سهموي را نيز ساخت. مهندس برق ايتاليايي ماركوني (۱۹۳۷-۱۸۷۴) نيز يك آنتن استوانه ميكروويو در طول موج ۲۳ سانتي متري را ساخت، ولي كارهاي بعديش براي حصول برد مخابراتي بهتر در طول موج هاي بلند تر بود. فيزيكدان روسي الكساندر پوپوف[۳] (۱۸۹۵-۱۹۰۵) نيز اهميت كشف امواج راديويي را توسط هرتز تشخيص داد و يك سال بعد، قبل از ماركوني[۴] شروع به فعاليت كرد.



۱ James klark  Maxuel

۲ Hainrish Hertz

۳Alexander Pupuf

۴Marckouni 

  • بازدید : 62 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده وشامل موارد زیر است:

انتقال امواج الکترومغناطيسي مي تواند توسط نوعي از ساختارهاي هدايت کننده امواج (مانند يک خط انتقال يا يک موجبر) صورت گيرد و يا مي تواند از طريق آنتنهاي فرستنده و گيرنده بدون هيچ گونه ساختار هدايت کننده واسطه اي انجام پذيرد. عوامل مختلفي در انتخاب بين خطوط انتقال يا آنتنها دخالت دارند. بطور کلي خطوط انتقال در فرکانسهاي پايين و فواصل کوتاه عملي هستند. با افزايش فواصل و فرکانسها تلفات سيگنال و هزينه‌هاي کاربرد خطوط انتقال بيشتر ميشود و در نتيجه استفاده از آنتنها ارجحيت مي يابد]۱[.
در حدود سالهاي ۱۹۲۰ پس از آنکه لامپ تريود براي ايجاد سيگنالهاي امواج پيوسته تا يک مگاهرتز بکار رفت، ساخت آنتنهاي تشديدي (با طول موج تشديد) مانند دوقطبي نيم موج امکان يافت و در فرکانسهاي بالاتر امکان ساخت آنتنها با ابعاد و اندازه ي فيزيکي در حدود تشديد (يعني نيم طول موج) فراهم شد. قبل از جنگ دوم جهاني مولدهاي سيگنال مگني‌ترون و کلايسترون و مايکروويو (در حدود يک گيگاهرتز) همراه با موجبرهاي توخالي اختراع و توسعه يافتند. اين تحولات منجر به ابداع و ساخت آنتنهاي بوقي شد. در خلال جنگ دوم جهاني يک فعاليت وسيع طراحي و توسعه براي ساخت سيستم‌هاي رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهاي مدرن مانند آنتنهاي بشقابي (منعکس کننده) عدسي‌ها و آنتنهاي شکافي موجبري شد]۱[.
امروزه گستره وسيعي از انواع مختلف آنتنها در مخابرات سيار و سيستمهاي بيسيم در حال استفاده اند و کماکان رقابت در زمينه کوچک کردن ابعاد آنتنها و بهينه کردن مشخصات تشعشعي آنها ادامه دارد. در اين بخش به‌طور خلاصه به مرور اصول، تعاريف مشخصات تشعشعي آنتنها پرداخته شده است.
تقسيم بندي نواحي اطراف يک آنتن 
فضاي اطراف يک آنتن به دو ناحيه تقسيم ميشود. اولين ناحيه بعد از آنتن، ناحيه آنتن و ناحيه خارج از آن، ناحيه بيروني ناميده ميشود. مرز دو ناحيه کره اي است که مرکزش، مرکز آنتن وسطح آن از دو انتهاي آنتن عبور ميکند. نسبت اين کره مرزي به آنتن نيم موج دو مخروطي متقارن در شکل ۱-۱ نشان داده شده است 
براي متمايز کردن ميدانها در فاصله دور و نزديک آنتن، مي توان ناحيه بيروني را به دو ناحيه تقسيم کرد که فاصله نزديک آنتن شامل ميدانهاي نزديک ناحيه فرنل  نام دارد و ميدان در فاصله دور را ناحيه دور يا ناحيه فرانهوفر  مي‌خوانند. 
مي توان ثابت کرد فواصل بزرگتر از   نسبت به آنتن شامل ميدانهاي راه دور آنتن است.   طول موج کاردر فضاي آزاد و   بزرگترين بعد آنتن است.
در ناحيه فرانهوفر مولفه هاي ميدان عرضي و مستقل از فاصله شعاعي است که ميدان در آن محاسبه ميشود. در صورتي که در ناحيه فرنل ممکن است مولفه هاي ميدان به صورت شعاعي تغيير كنند که در نتيجه نمودار تشعشعي   ميدان بطور کلي تابعي از شعاع خواهد بود ]۲[.

۱-۳) شدت تشعشعي آنتن
توان تشعشع شده از يک آنتن در واحد زاويه فضايي، شدت تشعشعي U (وات بر استراديان) خوانده ميشود]۲[.
شکل زير يک عنصر زاويه فضايي را نشان ميدهد(شکل۱-۳) .
نمودارهاي تشعشعي  
با حرکت يک آنتن کاوشگر  شکل۱-۴)الف) در يک فاصله ثابت حول يک آنتن آزمون مي توان نمودار تشعشعي را بصورت يک تابع مختصات زاويه اندازه گيري کرد. در شكل۱-۴(الف)هر نمودار تشعشعي در صفحات   ثابت موسوم به يک نمودار تشعشعي صفحه E   است ، زيرا بردار الکتريکي کاملا در آن قرار دارد. نمودار تشعشي در يک صفحه عمود بر صفحه E که از وسط دوقطبي آزمون مي گذرد (صفحه xy) موسوم به نمودار تشعشعي صفحه H  است، زيرا بردار ميدان مغناطيسي   کاملا در آن جاي دارد. به عنوان مثال نمودارهاي تشعشي صفحه E و صفحه H براي يک آنتن ساده دوقطبي نيم موج به ترتيب در شکل ۱-۴ (ب) و شکل ۱-۴ (ج) نشان داده شده است. اين نمودارها را مي توان براي مولفه هاي مختلف ميدان E و H و حتي توان رسم كرد.
تشعشع کامل دوقطبي ايده آل به صورت يک نماي ايزومتريک   در شکل ۱-۵ با يک برش نشان داده شده که بصورت يک چنبره بدون سوراخ است و به نمودار تشعشي همه جهتي  معروف است، زيرا در صفحه xy يکنواخت ميباشد. هنگامي که پژوهشگر به آنتنهاي جديد برخورد ميکند، بايد سعي کند که تشعشع کل را در دو يا چند نمودار تشعشي بيان کند 
مناسب است که نمودارهاي تشعشعي را نرماليزه (بهنجار) کنيم به طوري که حداکثر اندازه اش برابر واحد شود. براي نرماليزه کردن يک نمودار به صورت زير عمل ميکنيم: اندازه ميدان يا توان در هر نقطه از نمودار را بر ماکزيمم مقدار آنها تقسيم ميکنيم . بدين صورت نمودار نرماليزه شده بدست مي آيد . به عنوان مثال براي يک منبع در امتداد محور Z که ميدان E اش تنها يک مولفه   دارد، نمودار ميدان نرماليزه شده، به صورت زير تعريف ميشود
  • بازدید : 154 views
  • بدون نظر

قیمت : ۸۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۹۶    کد محصول : ۱۶۷۹۵    حجم فایل : ۳۶۸۷ کیلوبایت   
دانلود پروژه پایان نامه درباره آنتن (آنتن مايكروويو بوقي و مخروطي و آنتن هاي آرايه اي)

از سال ۱۸۷۷میلادی كه نخستين آنتن ساده توسط هرتز ساخته شد. نظريه طراحي آنتن ها به سرعت پيشرفت كرده است و اين پيشرفت ادامه دارد.اين پايان نامه از ۵ فصل تشكيل شده است. فصل اول در قالب طرح تحقيق به بررسي تاريخچه و نيز اهميت مساله مورد تحقيق مي پردازد.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 پرداخته شده است . مطالب مورد بحث در اين فصل شامل توضيح مختصري در مورد سخت افزار شبكه ، نرم افزار شبكه ، پشته ي پروتكلي ۸۰۲٫۱۱ – به عنوان مهمترين شبكه ي محلي بي سيم و نيز پشته ي پروتكلي ۸۰۲٫۱۶ – 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 .دز فصل پنجم نيز نتيجه گيري كلي و پيشنهاد به ديگر پژوهندگان علاقه مند به اين موضوع گنجانده شده است .


عتیقه زیرخاکی گنج