طراحی و بهینه سازی فیلتر میان نگذر دوبانده مایکروویو با سطوح انتخابگر فرکانس word
 فهرست مطالب فصل اول-مقدمه 1 فصل دوم-سطوح انتخابگر فرکانس 4 2-1معرفی سطوح انتخابگر فرکانس 5 2-1-1 چگونگی کنترل پاسخ فرکانسی سطوح انتخابگر فرکانس 6 2-1-1-1 شکل سطوح انتخابگر فرکانس 6 2-1-1-2 ضریب هدایت اجزاء 7 2-1-1-3 زیر لایه دی الکتریک 8 2-1-1-4 زاویه تابش موج مسطح 9 2-1-2 جلوگیری از لوب ساینده 10 2-2 تحریک سطوح انتخابگر فرکانس 11 2-3 آرایه های مکمل 11 2-4 چگونگی تشکیل منحنی تشدید 12 2-4-1 سطوح متناوب پیاپی بدون دی الکتریک 13 2-4-2 یک سطح متناوب با لایه های دیالکتریک 13 2-5 کاربردهای سطوح انتخابگر فرکانس 14 2-5-1 کاهش تداخلات الکترومغناطیسی 14 2-5-2 فیلترهای چند بانده 15 2-5-2-1 استفاده از چند سطح انتخابگر فرکانسی پیدرپی 16 2-5-2-2 استفاده گروهی از عناصر در یک سلول واحد 17 2-5-2-3 استفاده از چند عنصر ادغام شده در هم 18 2-5-2-4 استفاده از اجزاء مشدد حلقوی مربعی 19 فصل سوم-تئوری پایهای ساختارهای متناوب فضایی 22 3-1 سری فلوکه و توابع مدی فلوکه 23 3-2 مودهای قابل انتشار ومیرا شونده فلوکه 26 فصل چهارم-طراحی فیلتر یک بانده مایکروویو 31 4-1 طراحی فیلتر میان نگذر برای کاربردهای باند مایکروویو 32 4-1-1 شکل جزء 35 4-1-1-1 تاثیر ابعاد عنصر 37 4-1-1-1-1 پارامترهای تعیین کننده ابعاد عنصر 39 4-1-2 تاثیر دی الکتریک 49 فصل پنجم-طراحی فیلتر دو بانده مایکروویو 53 5-1 استفاده از دولایه سطح انتخابگر فرکانس پی درپی 55 5-2 استفاده از یک لایه سطح انتخابگر فرکانس با دو عنصر ادغام شده[27] 58 فصل ششم-نتیجهگیری و پیشنهادها 62 6-1 نتیجه گیری 63 6-2 پیشنهادها 64 مراجع 66 فهرست شکلها شکل 2-1 ساختارهای سطح انتخابگر فرکانس: (الف) آرایهای از تکهها، (ب) آرایهای از پنجرهها [1] 5 شکل 2-2 چهار نوع فیلتر سطح انتخابگر فرکانس . مواد هادی با رنگ سیاه نشان داده شده اند [2] 6 شکل 2-3 انواع اجزاء [1] 7 شکل 2-4 تاثیر مقاومت بر عملکرد سطح انتخابگر فرکانس با اجزای حلقوی مربعی... 8 شکل 2-5 سطح انتخابگر فرکانس (الف) در داخل و (ب) روی لایه دی الکتریک [2] 9 شکل 2-6 فاصله طراحی شده بین اجزا با یک سیگنال تابشی مایل [2] 9 شکل 2-7 انتشار لوب ساینده در جهت gη [1] 10 شکل 2-8 ساختارهای متناوب هادیها با (الف ) حالت غیرفعال، (ب) حالت فعال [1] 11 شکل 2-9 ساختار متناوب پیاپی [1] 13 شکل 2-10 ساختار صفحه متناوب با دو لایه دی الکتریک و منحنی انتقال این ساختار [1] 13 شکل 2-11 تضعیف دیواربا ضخامت 35 سانتی متر، با انواع متفاوت مواد : سیمان، آجر... 15 شکل 2-12 الف) نمای بالای سلول واحد، ب) نمای سه بعدی سلول واحد[7] 16 شکل 2-13 نتایج شبیه سازی و اندازهگیری فیلتر دوبانده[7] 17 شکل2-14 ساختار فیلتر سطح انتخابگر فرکانس با عناصر چند گانه[5] 17 شکل 2-15 نتایج شبیه سازی فیلتر دوبانده با یک گروه از عناصر در یک سلول واحد[5] 18 شکل 2-16 الف) شکل سلول واحد، ب) مدار معادل سلول واحد[13] 19 شکل2-17 پاسخ فرکانسی فیلتر سه بانده[13] 19 شکل 2-18 ساختار مشدد حلقوی مربعی [18] 20 شکل2-19 ساختار فیلتر دوبانده با استفاده از عنصر مشدد حلقوی مربعی[19] 20 شکل 2-20 نتایج شبیه سازی فیلتر دوبانده با استفاده از عناصر مشددهای حلقوی مربعی[19] 21 شکل 3-1 یک ارایه مسطتیلی با تناوب های a و b]20[ 23 شکل 3-2 تابش یک موج تخت به سطح یک آرایه متناوب [20] 27 شکل 3-3 مکان هندسی مودهای منتشر شونده [20] 29 شکل4‑1 نمای سلول واحد در شبیه سازی با مودهای فلوکه 33 شکل4‑2 دو مود پورت فلوکه[ 21] 34 شکل 4-3 نمای سلول واحد در شبیه سازی درون موجبری 34 شکل 4-4 ابعاد اجزاء حلقه دایروی 36 شکل 4-5 پاسخ فرکانسی FSS1 با 1= rε و °60 تا °0= θبرای دو قطبش TE و TM 37 شکل 4-6 پاسخ فرکانسی FSS2 با 1= rε و °60 تا °0= θبرای دو قطبش TE و TM 38 شکل 4-7 تغییرات پهنای باند ( dB20) با افزایش دوره تناوب ساختار (p) 40 شکل 4-8 تغییرات فرکانس تشدید با افزایش دوره تناوب ساختار (p) در تابش عمودی (°.=θ) 40 شکل 4-9 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه... 41 شکل 4-10 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه... 41 شکل 4-11 تاثیر تغییر پارامتر p (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1=rε ... 42 شکل 4-12 تغییرات پهنای باند ( dB20) با تغییر شعاع متوسط حلقه دایروی (r) 43 شکل 4-13 تغییرات فرکانس تشدید با تغییر شعاع متوسط حلقه دایروی (r) 43 شکل 4-14 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه ... 44 شکل 4-15 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه... 44 شکل 4-16 تاثیر تغییر پارامتر r (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1r=ε... 45 شکل 4-17 تغییرات پهنای باند ( dB20) با تغییر ضخامت حلقه دایروی (w) 46 شکل 4-18 تغییرات فرکانس تشدید با تغییر ضخامت حلقه دایروی (w) 46 شکل 4-19 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه... 47 شکل 4-20 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه... 47 شکل 4-21 تاثیر تغییر پارامتر w (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1=rε ... 48 شکل 4-22 تاثیر دی الکتریک بدون تلقات بر پاسخ فرکانسی الف) FSS1 و ب) FSS2 49 شکل 4-23 تاثیر دی الکتریک تلفاتی بر پاسخ فرکانسی الف) FSS1 و ب) FSS2 50 شکل 4-24 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در دو طرف ساختار 51 شکل 4-25 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در یک طرف ساختار 51 شکل 4-26 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده دردو طرف ساختار 52 شکل 4-27 پاسخ فرکانسی شبیه سازی شده برای FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در یک ... 52 شکل4-28 تغییرات ثابت دی الکتریک موثر FSS2 بر حسب ضخامت زیرلایه 53 شکل 5-1 نمای یک سلول واحد از ساختار فیلتر دوبانده با دولایه سطح انتخابگر فرکانس 56 شکل 5-2 پاسخ فرکانسی فیلتر دوبانده با 38/3= rε و °60 تا °0= θبرای دو قطبش TE و TM 57 شکل 5-3 نمای یک سلول واحد از ساختار فیلتر دوبانده با یک لایه سطح انتخابگر فرکانس با دو ... 58 شکل 5-4 تلفات تغبیه فیلتر دوبانده با سلول واحد نشان داده شده در شکل 5-3 ... 59 شکل 5-5 تلفات تغبیه فیلتر دوبانده با تغییر ابعاد سلول واحد نشان داده شده در شکل 5-3 ... 60 فهرست جدولها جدول شماره 2-1 عملکرد سطح انتخابگر فرکانس ها با اشکال متفاوت (یک سطح انتخابگر فرکانس... 7 جدول 4-1 ابعاد عنصر حلقه دایروی و فرکانسهای تشدید دو سطح انتخایگر فرکانس با تابش عمود 36 جدول 4-2 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات... 39 جدول 4-3 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات... 42 جدول 4-4 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات... 45 جدول 4-5 تغییر ثابت دی الکتریک موثر با ضخامت زیرلایه برایFSS2 53 جدول 5-1 ابعاد عنصر حلقه دایروی و فرکانسهای تشدید دو سطح انتخایگر فرکانس در تابش عمود 56 جدول 5-2 تغییر ابعاد سلول واحد فیلتر دوبانده برای رسیدن به فرکانسهای تشدید مد نظر ... 60 فهرست اختصارات
فصل اول مقدمه سطوح انتخابگر فرکانس[1] ساختارهای متناوب مسطحی هستند که معمولا از تکه[2]های هم اندازه یا پنجره‌هایی از جنس هادی که به صورت متناوب در یک یا دو بعد تکرار میشوند، تشکیل شده‌اند. قدیمیترین مرجع در مورد سطوح متناوب به ثبت اختراع مارکونی[3] و فرانکلین[4] در سال 1919 برای ساخت انعکاس دهنده سهموی[5] برمیگردد. بررسی ساختارهای متناوب تا سال 1960 که در آن زمان توانایی این ساختارها در کاربردهای نظامی کشف شد، پیگیری نشد. از سال 1960 به بعد، سطوح انتخابگر فرکانس به طور گستردهای در زمینه طراحی آنتنها، رادار، فیلترهای فضایی، قطبیکننده، ردوم و غیره مورد استفاده قرار گرفت. در بیشتر کاربردها، مثل مخابرات ماهوارهای سطوح انتخابگر فرکانسی برای طراحی آنتنهای بازتابنده دوگانه[6] استفاده میشوند. ساخت چنین ساختارهایی در طول موجهای مایکروویو و در طراحی آنتن ها ساده است ولی در طول موج های مادون قرمز و نوری به این علت که اندازه اجزاء به کار رفته در ساختار باید در حد میکرومتر و حتی کوچکتر باشد، مشکل است و نیاز به روشهای لیتوگرافی پیشرفته دارد[1]. سطوح انتخابگر فرکانس بسته به شکل اجزاء به کار رفته در ساختار و زیرلایه، دارای پاسخ‌های فرکانسی متفاوتی میباشند. این سطوح به صورت فیلترهای الکترومغناطیسیای عمل میکنند که پاسخ فرکانسی آنها علاوه بر فرکانس به زاویه تابش و قطبش موج تابشی بستگی دارد. وقتی یک موج الکترومغناطیسی به این سطوح برخورد میکند در یک طیف فرکانسی موج را عبور میدهند و در طیف فرکانسی دیگر موج را منعکس میکنند؛ بنابراین میتوان آنها را به عنوان فیلترهای بالا گذر، پایین گذر، میان گذر و میان نگذر طراحی کرد. جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید |
