در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات (میدان و امواج)

عنوان:

مطالعه و شبیه سازی انتشار امواج الکترومغناطیسی درون موجبرهای مستطیلی حاوی فریت بایاس شده با بهره گیری از روش تفاضل محدود در حوزه زمان

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده:
موجبرهای امواج الکترومغناطیسی از قطعات اساسی و پرکاربرد در خطوط انتقال و سیستم های مخابراتی محسوب می شوند. اصول کار این قطعات به گونه ای می باشد که با کمترین اندازه تضعیف و پاشیدگی در سیگنال الکترومغناطیسی انتقالی، حداکثر راندمان نسبت به سایر خطوط انتقال را به خود اختصاص دهند.
در میان طیف وسیع قطعات موجبری، موجبرهای حاوی قطعات فریتی تأثیر مهمی در ایجاد تغییرات مورد نیاز در ساختار و پارامترهای موج الکترومغناطیسی انتقالی را عهده دار می باشد که از آن جمله می توان به تغییر مدهای چاپ گردیده و ایجاد هارمونیک های مختلف موج الکترومغناطیسی انتقالی تصریح نمود که از عمده کاربردهای این تکنیک می توان به مدارات مایکروویو غیرخطی، رادارها و مولدهای هارمونیک های زمانی تصریح نمود.
در این پژوهش پرطرفدار ترین تکنیک تحلیل و شبیه سازی نرم افزایش انتشار امواج الکترومغناطیسی براساس حل معادله موج در محیط انتشار مورد بهره گیری قرار گرفته و نتایج به دست آمده با سایر روش های شبیه سازی موجود تطبیق شده می باشد.
روش شبیه سازی بکار گرفته شده بر پایه حل معادلات با روش تفاضل محدود در حوزه زمان استوار بوده و الگوریتم به دست آمده قابل پیاده سازی در تمامی محیط های برنامه نویسی می باشد.
مقدمه:
شبیه سازی و مطالعه انتظار امواج الکترومغناطیسی در درون و سطح قطعات مایکروویو یکی از مراحل مهم و اساسی در طراحی و پیاده سازی این قطعات به حساب می آید به گونه ای که هزینه بالای طراحی و بهینه سازی قطعات مایکروویو با در نظر داشتن پیچیدگی های خاص ساخت آنها تا حد قابل توجهی کاهش یافته می باشد. از میان روش های گوناگون تحلیل و شبیه سازی، روش های نرم افزاری تأثیر اساسی در این مرحله اعمال می کنند.
یکی از پر طرفدارترین روش های موجود در زمینه شبیه سازی نرم افزاری بهره گیری از حل معادلات تفاضلی محدود در حوزه زمان جهت مطالعه معادله انتشار امواج الکترومغناطیسی در درون و سطح قطعات مایکروویو می باشد.
در پژوهش انجام گرفته یک قطعه موجب باند مایکرویو در حالت اولیه توخالی و سپس پرشده از فریت مورد شبیه سازی قرار گرفته شده می باشد. کوشش بر آن بوده که با بهره گیری از روش تحلیل تفاضل محدود در حوزه زمان محیط داخلی موجبر با دقت بسیار بیشتر از نرم افزارهای تحلیل که هسته اصلی پردازش آنها مبتنی بر همین روش می باشد، مورد شبیه سازی قرار گیرد. با بهره گیری از نتایج حاصله با تغییر سطح مقطع موجبر امکان انتشار مدهای مختلف امواج الکترومغناطیسی، فرکانس قطع موجبر، پارامترهای تضعیف، ثابت انتشار امواج در موجبرهای توخالی و پس از اضافه شدن محیط فریتی به موجبر اثر محیط غیرخطی، چرخش فارادی، پیدایش مدهای جدید، تغییر ثابت انتشار و در نهایت پارامترهای انتقال و انعکاس از سطوح دو محیط مورد شبیه سازی و تحلیل قرار گرفته می باشد.
مبنای شبیه سازی موجبر با سطح مقطع چهار ضعلی انتخاب گردید اگرچه الگوریتم های تهیه شده در این پژوهش علاوه بر دستگاه مختصات قائم در بر گیرنده روابط دستگاه های مختصات استوانه ای و کروی نیز بوده و به راحتی می توان تمامی ساختارهای دارای شکل منظم و نامنظم را مورد شبیه سازی قرار داد.
کلیه نتایج بدست آمده دارای دقتی بیش از حد انتظار بوده که حاصل مطالعه دقیق شرایط مرزی محیط شبیه سازی می باشد. این نتایج در انتها با نتایج حاصله از سایر روش های تحلیل نرم افزاری و همچنین شبیه سازی انجام گرفته با یکی از قدرتمندترین نرم افزارهای موجود در طراحی قطعات الکترومغناطیسی مقایسه شده می باشد.
در این پایان نامه در آغاز به مطالعه اجمالی قطعات موجبری مایکروویو و خصوصیات آنها و همچنین شرایط لازم جهت انتشار مدهای مختلف امواج الکترومغناطیسی در آنها پرداخته شده می باشد در ادامه به معرفی دقیق روش تحلیل نرم افزای تفاضل محدود در حوزه زمان، ارائه الگوریتم های مناسب جهت شبیه سازی محیط محاسباتی، مطالعه محیط های فریتی و چگونگی انتشار امواج الکترومغناطیسی در داخل آنها و در نهایت شبیه سازی موجبرهای حاوی فریت و ارائه یک روش کاملا منحصر به فرد در چگونگی شبیه سازی انتشار امواج در حوزه فرکانسی ارائه شده می باشد در خاتمه پژوهش نیز کلیه نتایج حاصله از شبیه سازی با نتایج موجود از سایر روش های مطالعه و شبیه سازی مورد تحلیل و تطبیق قرار گرفته می باشد.
فصل اول: کلیات
موجبرهای امواج الکترومغناطیسی
1-1- مقدمه:
قسمتی از طیف الکترومغناطیسی که بین 1000 تا 100/000 مگاهرتز قرار می گیرد به عنوان ناحیه مایکروویو بهره گیری می گردد و کلمه ریزموج برای مشخص کردن امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالای 1000 مگاهرتز به جهت کوچکی طول موج فیزیکی آنها برای نام گذاری به کار می رود. انرژی موجود در امواج مایکروویو دارای فرق محسوسی نسبت به سایر امواج الکترومغناطیسی بوده و با در نظر داشتن بسیاری از خصوصیات این دسته امواج مانند جهت پذیری مناسب جهت بهره گیری در آنتن های کوچک و فرستنده های رادیویی توان پایین کاربرد فراوان دارد و در هر دو حوزه نظامی و غیرنظامی بهره گیری از این امواج رشد چشمگیری داشته می باشد. خصوصیات منحصر بفرد این امواج باعث شده تا در طراحی تجهیزات ناوبری بر روی کشتی ها و هواپیماها و به صورت کلی در مکان هایی که فضا و وزن جزء پارامترهای مهم در طراحی به حساب می آیند، بسیار مورد توجه قرار گیرند.
شایان ذکر می باشد امواج الکترومغناطیسی در فرکانس های باند مایکروویو معضلات خاص خود را در فازهای تولید انتقال و طراحی مدار دارا می باشند که در فرکانس های پایین تر با آن کمتر مواجه می شویم. همچنین متذکر می شویم تئوری قراردادی مدار که پایه و اساس روابط ولتاژ و جریان در مدار می باشد در طیف فرکانسی مایکروویو قابل بسط نبوده و به جای آن از تئوری مایکروویو و روابط و قوانین حاکم بر میدان های الکترومغناطیسی همانند قوانین ماکسول بهره گیری می گردد.
2-1- تئوری موجبرهای الکترومغناطیسی:
به گونه کلی بهره گیری از زوج سیم جهت برقراری خط انتقال مطابق با تئوری مدارهای الکتریکی جهت انتقال امواج الکترو مغناطیسی در باند فرکانسی مایکروویو امری بیهوده می باشد. این امر به آن دلیل می باشد که خطوط میدان های الکترو مغناطیسی در جهت های مختلف محدود نشده اند و به راحتی انرژی امواج از طریق تشعشع در تمام جهات چاپ گردیده و عملا موج الکترومغناطیسی در مسیر اصلی انتشار مورد نظر که همان زوج سیم می باشد میرا خواهد گردید.
کابل کواکسیال یا همان خطوط انتقال متعادل به مراتب مفیدتر از حالت قبل می باشد زیرا میدان ها در داخل حفظ این خط انتقال محدود شده اند اما همچنان اندازه تضعیف موج الکترومغناطیسی بسیار بالاست. در نهایت با در نظر داشتن بحث تئوری خطوط انتقال موجبرهای الکترومغناطیسی موثرترین روش جهت انتقال امواج الکترومغناطیسی می باشند.
موجبرها اساسا خط انتقال متعادل بدون هادی مرکزی بوده که از مواد هادی و به شکل های مستطیلی، دایروی، بیضوی و… ساخته می شوند.
تعداد صفحه : 284
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد مهندسی برق الکترونیک: طراحی و شبیه سازی پردازنده سیستولیکی

***

—-

دسته‌ها: مهندسی برق

دیدگاهتان را بنویسید