وبلاگ

امروزه شاهد سرعت توسعه ارتباطات بی سیم با پهنای باند بزرگ که مورد نیاز بوده، طوری که کاربردهای مختلفی با یک آنتن پوشش داده می شود. یک آنتن که دارای پهنای باندی در رنج فرکانسی وسیعی از 800MHz تا 11GHz و یا حتی بیشتر از آن، که شامل سیستم های ارتباطی بی سیم نظیر 800 AMPC و 900 GSM و 1800 GSM و 1900 PCS و WCPMA/UMTS و UNII و DECT و ISM و WLANS و UWB (از 3/1GHz تا 10/6GHz). علاوه بر سیستم های بی سیم اشاره شده در بالا، تکنولوژی بی سیم UWB اغلب برای بسیاری از کاربردهایی که سرعت اطلاعات بالا دارند و سیستم های ارتباطی بی سیم رنج کوچک، کد گذاری برای امنیت و به صورت قابل حمل رد کردن اثر چند مسیره، سیستم های رادار پیشرفته و… کاربرد دارند.
این تکنولوژی پهنای باند وسیعی به اندازه 7/5GHz که از 3/1GHz تا 10/6GHz است را به کار می برد. چشم انداز آینده فناوری بی سیم ایجاد یک بستر مشترک ارتباطی است که خدمات سه گانه صوتی، تصویری و دیتا را به صورت یکجا ارائه می دهد. در این فناوری از امواج الکترومغناطیسی با طول موج های بسیار کوچک در حد چند میلیمتر تا چند سانتیمتر استفاده می گردد. از بخش های عمده این فناوری به کار بردن آنتن مناسب در دوسوی فرستنده و گیرنده است به نحو مطلوبی که بتواند نیازهای بی سیم را فراهم نماید. آنتن هایی که برای هریک از فناوری های مذکور طراحی می شود باید پهنای باند امپدانسی تعیین شده را پوشش دهند و در عین حال در کل پهنای باند امپدانسی مزبور پترن تشعشعی و گین ثابت و مناسب داشته و حداقل تأخیر زمانی را به سیگنال ورودی اعمال کنند. سیستم های مخابراتی عموما به دو دسته آنتن های ایستگاه پایه و آنتن های قابل حمل نیاز دارند. از جمله آنتن های ایستگاه پایه می توان به آنتن های TEM horn و Vivaldi اشاره کرد. در مقابل، می توان گفت که موفقیت روزافزون شبکه های بی سیم مدیون آنتن های قابل حمل در ابعاد کوچک بوده که عملکرد مطلوبی داشته و به راحتی با سایر اجزای مدارات MMIC مجتمع می شوند.

یکی از انواع آنتن های قابل حمل، آنتن های تک قطبی چاپی و صفحه ای عمودی که کاندیدای خوبی برای کاربرد در تکنولوژی بی سیم UWB به دلیل پهنای امپدانسی وسیع و پترن تشعشعی همه جهته و پارامترهای طراحی زیاد، می باشند. از سال 1973 تا به امروز ساختارهای مختلفی از انواع آنتن های تک قطبی معرفی و تحلیل شده اند. در عین حال ساختار سه بعدی آنتن های تک قطبی عمودی و صفحه زمین بزرگ آنها که باعث حذف نصف پترن تشعشعی این آنتن هاست، باعث عدم انتخاب این آنتن ها برای استفاده در شبکه های بی سیم شده است. از سوی دیگر، آنتن های تک قطبی چاپی را می توان به همراه سایر قطعات مدارات RF روی یک زیرلایه مشترک به کار برد. البته قابل ذکر است که آنتن های تک قطبی چاپی (PMAs) دقیقا صفحه ای و دارای الگوهای تشعشعی که مشابه آنتن دیپل است می باشند.

این آنتن ها اغلب بر روی زیرلایه RF4 با قیمت ساخت پایین و تانژانت تلفاتی مناسب قرار گرفته، صفحه زمین نیز از زیرالمان تشعشع کننده حذف می شود و با این کار فاکتور کیفیت در رزوناتور کاهش یافته و پهنای امپدانسی بالا در VSWR<2 حاصل می شود. این رزوناتور از طریق خط میکرواستریپ 50 اهم و یا cpw تغذیه می شود. در صورتی که المان تشعشع کننده ساختار دایروی و یا بیضوی داشته باشد، به علت تقارن همه جانبه ساختار، چندین مد جریانی که از نوع توابع بسل نوع اول هستند، به صورت همزمان در پچ تشعشعی امکان وجود پیدا کرده و لذا می تواند پهنای امپدانسی بالاتری را نسبت به سایر ساختارهای تک قطبی چاپی پوشش دهد.
مسأله دیگر امکان همپوشانی امواج تشعشعی آنتن های تک قطبی UWB با سایر دستگاه های RF بی سیم است که در باندهای فرکانسی مختلف کار می کنند. لذا نیاز به فیلترهایی با باندهای قطع بسیار باریک و تیز هستیم که با این آنتم ها ترکیب شوند و از همپوشانی های ناخواسته جلوگیری شود.
هدف از این پایان نامه در حالت کلی، مطالعه و بررسی آنتن های تک قطبی بیضوی است. این مطالعه شامل قسمت های مختلفی است که در فصل های جداگانه آورده شده اند. در فصل اول ی بر تاریخچه و انواع آنتن های UWB صورت می گیرد. در فصل دوم، روش عمومی برای تحلیل و طراحی آنتن های تک قطبی چاپی آمده است و مطالعه سیستماتیک روی ساختار یک آنتن تک قطبی بیضوی برای تفسیر نحوه عملکرد پارامترهای مختلف این ساختار، صورت گرفته است. در ادامه این فصل سایر روش های طراحی و بهبود عملکرد آنتن های تک قطبی بیضوی که در مجلات معتبر علمی به چاپ رسیده، مورد بررسی قرار گرفته اند. هدف از این بخش مطالعه تکنیک های مختلفی است که تاکنون برای بهبود عملکرد آنتن اولیه اعم از بهبود پهنای باند امپدانسی، تطبیق امپدانسی، گین، پترن و سایر مشخصات آنتن معرفی شده و با استفاده از روش های تحلیلی، نرم افزاری و یا تجربی به اثبات رسیده اند. در فصل سوم به بررسی تکنیک های مختلف مطرح شده در منابع علمی معتبر، جهت حذف سیگنال های متداخل در باند فرکانسی UWB می پردازیم. و در نهایت در فصل چهارم، یک ساختار تک قطبی شبه بیضوی جدید معرفی شده اند که در آنها از تکنیک های نو برای بهبود عملکرد آنتن اولیه استفاده شده است. این ساختارها با استفاده از نرم افزار HFSS تحلیل شده و جواب های حاصل با نتایج به دست آمده از تست عملی با دستگاه تحلیل گر شبکه Agilent8722es مقایسه گردیده اند که برای استفاده در شبکه WLAN/WMAN براساس تکنولوژی Wi-Fi/WiMAX طراحی شده اند.

:
ارزیابی عمده یک سیستم قدرت پیشرفته که به صورت آنی انجام می شود، همیشه مورد رضایت تمامی مشتریان و مصرف کنندگان برق بوده است. در این راه مشکلات بسیار زیادی است که مهندسان با آن درگیرند و در پی اندیشه ای مناسب در مورد آنها می باشند. این مشکلات شامل:
1- دامنه ولتاژ نقطه ای و فرکانس سیستم بایستی بین مقادیر مرزی حفظ شود.
2- تناوبی بودن جریان باعث برجا گذاشتن شکل موج های جریان و ولتاژهای نسبتا سینوسی می شود.
3- خطوط انتقال بایستی در محدوده پایداری و در محدوده گرمایی خودشان باشند.
4- سهم اتصالی ها بایستی کمتری مقدار باشد.
علاوه بر آن چون رقابت بین شرکت های مختلف برقی در تنظیم مجدد سیستم وجود دارد، لذا بایستی ارزش انتقال و قوانین آن حفظ شود. برای توسعه بخشیدن به این کار، چندین نشریه کلیدی و راه گشا در زمینه عملکرد سیستم های قدرت وجود دارند که براساس ترتیبی موثر، مبحث پخش بار و مطالعات برگرفته بر پایه پخش بار را به طور احتمالی مورد بررسی قرار می دهند.

موضوع اصلی مبحث مطالعه پخش بار، تعیین وضعیت حالت ماندگار عملکرد شبکه قدرت است. در حالت ماندگار می توان خروجی هایی را پیدا کرد که شامل مجموعه ای از وضعیت بارها، توان های اکتیو و راکتیو عبوری در طول شبکه و دامنه ولتاژها و زوایای فازها در تمام باس

 های شبکه می باشد.

توسعه، طراحی و عملکرد روزانه سیستم های قدرت بر مطالعات پخش بار گران قیمتی بنا شده است. اطلاعاتی که در این مطالعات استفاده می شود، چونان که نمایش دهند یا خیر، شامل دامنه ولتاژ نقطه ای و توان های اکتیو و راکتیو عبوری در طول خطوط انتقال و ترانسفورماتورها هستند که در بین محدوده ای که از قبل در موردشان تصمیم گیری شده، عمل می کنند. اگر دامنه ولتاژ از محدوده های خود در یک و یا چند نقطه از شبکه خارج شود، آنگاه در خور کنترل و تنظیم مجدد شایسته آن قرار خواهد گرفت. به طور مشابه، اگر مطالعه ای پیش بینی کند که پخش بار، چه ظرفیتی را در یک خط انتقال جابجا می کند، کنترل متناسب آن اعمال خواهد شد.
برای مدل نمودن یکپارچه تولید توان غیرقطعی در سیستم روشی پیشنهاد می کنیم. جزئیات این روش در فصل اول آمده که با عنوان «تحلیل عدم قطعیت در حالت ماندگار سیستم قدرت» مطرح می شود. واضح است همان گونه که شاهد اجرای تعداد زیادی از بخش های اطلاعات ورودی هستیم، اطلاعات درخواستی پخش بار محدوده های ثابتی را به کار می گیرند تا بر روی حل تأثیر گذارند.
در حین محاسبات پخش بار، تأثیرات پراکندگی و بی دقتی داده ها به گونه ای است که محدوده ای از مقادیر را برای هر کمیت خروجی به دست آورده و با درجه بالایی از احتمالات، وضعیت های عملکرد سیستم را تحت کنترل قرار می دهد.

سازمان های مخابراتی با بكارگیری سیستم هاوابزارهای مدیریت شبكه درسطوح مدیریتی مختلف، به مزایائی مانند كاهش هزینه های نگهداری شبكه، افزایش رضایت مشتركین، افزایش سوددهی، استفاده بهینه از تجهیزات شبكه، افزایش كیفیت سرویس و كاهش هزینه استفاده از سرویس برای مشترك دست پیدا می كنند. باتوجه به تغییرات اخیر در قوانین حاكم بر مخابرات ولزوم آماده سازی برای اجرای اصل 44 وخصوصی سازی و ایجاد بازاررقابتی، این مزایا ازجمله عوامل تضمین كننده بقای شركت های مخابراتی درصحنه رقابت خواهند بود. بنابراین حركت درجهت دستیابی به یك سیستم مدیریت یكپارچه شبكه مخابراتی برای مخابرات كشور براساس استانداردهای معتبر مدیریت شبكه مخابراتی برای گسترش شبكه امری بدیهی می باشد. شبكه مخابراتی كشورمان شامل 30 شركت استانی مستقل می باشد كه بطور ضمنی زیرنظر شركت مخابرات ایران عمل می نمایند. در تغییر ساختار اخیردر شركت مخابرات ایران، چهار شركت مادر تخصصی، زیر ساخت، ارتباطات داده (دیتا) وارتباطات سیار (موبایل ) ایجاد گردیده است . شركت مادر تخصصی به سیاستگذاری و استانداردسازی پرداخته وشركت ارتباطات زیرساخت كلیه كارهای فنی مربوط به شبكه مخابرات و نظارت عالیه را به نیابت از شركت مادر تخصصی انجام می دهد وهمچنین كلیه وظایف و فعالیتهای مربوط به زیرساخت شامل مراكز مایكروویو، بین شهری و بین الملل شبكه اصلی فیبر نوری،ایستگاههای زمینی ، ماهواره مخابراتی مرتبط با زیر ساخت ، مراكزسوئیچ راه دور و بین الملل توسط شركت ارتباطات زیرساخت انجام می گیرد.

شركت ارتباطات داده كلیه وظایف و فعالیتهای مربوط به امور ارتباطات داده و شركت ارتباطات سیار كلیه وظایف و فعالیتهای مربوط به امور ارتباطات سیار رابه عهده داشته و جهت تحقق طرحها و برنامه های مصوب شركت مادر تخصصی عمل می نمایند . 30 شركت استانی به همراه شركتهای زیرساخت،ارتباطات داده وارتباطات سیار شبكه متنوع مخابراتی راتشكیل می دهندكه تجهیزات مربوط به هركدام ازاین شبكه ها ازچندین تولید كننده داخلی و خارجی بكار گرفته شده است. بعنوان مثال ، در شبكه سوئیچ بین شهری سوئیچ هائی از تولید كنندگانی مانند Neax ، Huwai ، Siemens و… وجود دارند. درشبكه های سوئیچ شهری نیز از تجهیزاتی از تولیدكنندگان خارجی مانند Siemens ، NEC ، آلکاتل، Huwaei، وتولیدكنندگان داخلی مانند پایا، پارستل و كارا سیستم استفاده می شود. در شبكه انتقال تجهیزات SDH شركتهای Siemens و NEC درحوزه های فیبرنوری ورادیوئی بكارگرفته شده است . درطی این سالها، مدیریت شبكه های مذكوربه اشكال مختلفی به انجام رسیده است بعنوان مثال درشبكه سوئیچ بین شهری مدیر یت متمركز و یكپارچه ای وجود نداشته و مدیریت تجهیزات درسطح سوئیچ ها و توسط ترمینالهای مدیریتی محلی انجام می گرد ی دوكاركردهای مدیریتی مانند تحلیل ترافیك توسط نرم افزارهای اختصاصی نوشته شده درهرمركز صورت گرفته ودرنهایت نیز با توجه به خروجی این نرم افزارها، تحلیل های Offline متمركزی صورت می گیرد . در بخش مدیریت انتقال، به همراه تجهیزات تهیه شده از هر تولید كننده ، سیستم مدیریت شبكه مربوطه نیز خریداری

 شده است.

این سیستم های مدیریت شبكه نیز وظیفه مدیریت آن بخشی ازشبكه را كه ازتجهیزات آن تولید كننده تشكیل شده  است، به عهده دارند. به دلیل وسعت جغرافیائی كشور وگستردگی شبكه مخابراتی و همچنین فعالیت شركتهای نسبتا زیاد درتوسعه این شبكه، مشكلات زیردررابطه با مدیریت این شبكه مشاهده می گردد:
1- عدم وجود دیدگاه یكپارچه درشبكه مخابراتی
2- عدم توانائی درارائه بعضی ازكاركردهای مدیریتی به خصوص دركاركردهای سطح مدیریت شبكه و سرویس ( مانند كنترل ترافیك شبكه، تحلیل ترافیك متمركز و یكپارچه ، تدارك سرویس و ….. )
3- مشكل بودن بدست آوردن اطلاعات مدیریتی از سیستم های مدیریتی شبكه های مختلف به منظور مدیریت سرویس های انتها به انتهائی كه درآنها ازشبكه های مختلف استفاده می شود .
4- عدم امكان اعمال تغییرات سریع روی شبكه و معرفی سرویس های جدید
5- نیاز به آموزش و بكارگیری افراد با تخصص های مختلف برای كاركردن با سیستم های مختلف مدیریتی
6- عدم وجود مدیریت درلایه شبكه ولایه های بالاتر
این مشكلات باعث بالارفتن هزینه نگهداری و بهره برداری شبكه نسبت به درآمدحاصله وپائین آمدن كیفیت سرویس و نارضایتی مشتركین می گردد. كه این عوامل برای هرشركتی اگرفضای رقابتی برقرار باشد ادامه حیات را مشكل و غیرممكن می سازد و به زمان با افزایش ناهمگونی شبكه مخابراتی وسیستم های مدیریت شبكه مخابراتی مشكلات مذكورقوت بیشتری یافته ورفع آن مستلزم صرف هزینه وانرژی به مراتب بیشتری است وباتوجه به اینكه هر روز تنوع،سرعت وكیفیت ارائه سرویس های مخابراتی افزایش داشته وامكانات جدیددراختیارمشتركین قرارمی گیرد و شبكه ها وسرویس های مخابراتی پیچیده تر وگسترده ترگردیده، مدیریت شبكه های مخابراتی نیز اهمیت دو چندان پیدا می كند وروش ها و ابزارهائی متناسب با تحولات سریع دراین زمینه لازم است تا ازعهده مدیریت كارآمد شبكه مخابراتی برآید .

تشخیص اشیائ دو بعدی در بسیاری از كاربردهای بینایی ماشین ( كامپیوتر ) بویژه جهت وظایف بازرسی و كنترل كیفیت صنعتی ( كه اغلب با مقایسه تصویر شئ با مدل شئ صورت می گیرد ) مورد استفاده قرار می گیرد.
مدل های سه بعدی تشخیص اشیا هم هزینه و هم صرف وقت بیشتری را می طلبند كه منجر به پیچیده ترشدن مدل می گردند . از اینرو در كاربردهای صنعتی بیشتر به تطبیق مدل دو بعدی شئ به تصویر توجه می شود. لذا تصویر شئ ممكن است تحت تبدیل های مختلفی از قبیل تبدیلات rigid، تبدیلات شباهت، تبدیلات دو بعدی offine (كه تقریبی از تبدیلات پرسپكتیو شئ هستند) قرار بگیرد.
همه روشهایی كه در این ارزیابی مورد بحث قرار می گیرند ، احتمالا به جز Patmax كه به خا طراینكه یك نرم افزار تجاری است و مشخصات فنی آن دردسترس نیست ، از پیكسل ها به عنوان ویژگیهای هندسی شان بهره می برند (یعنی ازفیچرهای سطح بالاتر شبیه خط و كمان استفاده نمی كنند). با وجود این چون Patmax یك نرم افزار قوی تشخیص شی است در این سنجش از آن بهره می گیریم . از اینرو قادر خواهیم بود كه نرخ عملكرد روش ها را نه تنها با تكنیك های استاندارد تشخیص مقایسه كنیم بلكه با یك نرم افزار قوی مورد مطاله قرار دهیم.
چندین روش تشخیص اشیاء با استفاده از انطباق مدل های دو بعدی با تصاویر ارا ئه گردیده اند . یك ممیزی از روش های انطباق در مرجع (3) ارائه گردیده است.
در اغلب روش های انطباق مدل های دو بعدی، مقایسه تصویر با مدل با هر درجه آزادی (چرخش، مقیاس، انتقال و ….) می تواند صورت گیرد. در این روش ها مقایسه بر اساس اندازه گیری شباهت است ( كه اغلب Match metric نیز نامیده می شود.)

جهت تشخیص اینكه آیا شئ مورد نظر در تصویر وجود دارد ، ماكزیمم ، مینیمم و موقعیت پارامتر شباهت اندازه گیری و با مقدار آستانه

 مورد نظر مقایسه می شود . جهت سرعت بخشیدن به پروسه تشخیص از روش هرم تصاویر كه یك روش از كلی به جزئی جهت جستجو می باشد استفاده می شود.

(این روش در مرجع (14) تشریح گردیده است)
ساده ترین دسته روش های تشخیص اشیاء بر پایه مقادیر خا كستری مدل و تصویر اصلی است .
برای این منظور از همبستگی نرمالیزه شده و یا مجموع قدر مطلق اختلافات جهت بدست آوردن درجه شباهت استفاده می شود (مرجع 3).
همبستگی نرمالیزه شده نسبت به تغییرات خطی روشنایی نا متغییر است . یعنی اگر روشنایی كل پیكسل های تصویر به یك نسبت تغییر كنند در مقدار همبستگی تغییری حاصل نمی شود اما نسبت به شلوغی و روی هم افتادگی تصویر و تغییرات غیر خطی روشنایی بسیار حساس است . مجموع اختلاف مقادیر سطوح خاكستری در این تغییرات زیاد نیست اما می تواند نسبت به تغییرات روشنایی خطی بزرگ باشد . (یعنی حساسیت دو فاكتور فوق تقریبا بر عكس همدیگر است.)
یك دسته پیجیده تر از روش های تشخیص اشیاءاز سطوح خاكستری ویا موقعیت پیكسل های شئ استفاده نمی كنند بلكه از لبه های شئ جهت انطباق استفاده می كنند . در مراجع ( 2 ) و ( 11 ) دو نمونه از الگوریتم های این دسته بحث گردیده اند .

:
اهمیت رادار ردگیر در سیستمهای دفاعی و نیز در كاربردهای فراوان غیرنظامی امروزه بر كسی پوشیده نیست. رادارهای ردگیر با استخراج پیوسته دقیق مكان هدف، امكان تعیین خط سیر هدف، سرعت آن و پی شبینی مكان بعدی آن را نیز فراهم می كنند.
از میان روشهای ردگیری راداری، روش تكپالس به دلیل قابلیت ویژه كه در متن این رساله تفصیل بحث شد هاند و از همه مهمتر دقت بالای ردگیری، جایگزین روشهای دیگر گردیده است و تقریباً همه ی سیستمهای ردگیری راداری جدید مجهز به این تكنیك می باشند.
این رادارها در زمان گذشته به طور كامل با قطعات آنالوگ ساخته می شده اند. با پیشرفت فن آوری مدارهای دیجیتال خصوصاً ورود مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و دقیق و نیز پردازشگرهای سیگنال دیجیتال بلادرنگ و پیشرفت تئوری پردازش دیجیتال، رویكرد به سیستمهای دیجیتال به ویژه پردازشگرهای دیجیتال روزافزون شده است. دلیل عمدهی این امر، دقت، پایداری، انعطاف پذیری و ساختار فشردهی مدارهای دیجیتال در مقایسه با مدارهای آنالوگ می باشد.

در این رساله، یك رادار ردگیر تكپالس با پارامترهای واقعی توصیف شده و سپس یك گیرنده ی دیجیتال با نمونه برداری از سیگنال دریافتی در مرحله ی فركانس میانی و پردازش نمونه ها، طراحی گردیده است.

این رساله شامل چهار فصل می باشد. در فصل اول، سیستمهای راداری به طور كلی معرفی شده اند و طرز كار یك رادار عمومی توضیح داده شده است.
در فصل دوم، انواع روشهای ردگیری به ترتیب تكامل توضیح داده شده و طرز كار هر سیستم و مزایا و معایب آن مشخص گردیده است.
در فصل سوم، روش ردگیری تكپالس به عنوان روش برتر توصیف شده و گیرنده ی آن و انواع مختلف پردازشگرهای آن بررسی گردیده و در نهایت یك روش برای پردازش سیگنالهای دیجیتال انتخاب شده است.
در فصل چهارم روش طراحی یك گیرنده ی دیجیتال و بلوك های قبل از مبدل آنالوگ به دیجیتال، مانند تقویت كننده، فیلتر و AGC، توضیح داده شده و با توجه به ویژگی های سیگنال IF، تعداد بیت، فركانس نمونه برداری و سایر پارامترهای مبدل انتخاب گردیده است. در ضمن روش پردازش سیگنال به منظور استخراج پارامترهای لازم برای ردگیری بحث شده است.
انجام این پروژه گرچه با تلاش فراوان و در مدت زمان نسبتاً زیاد و با مطالعات گسترده ای انجام گرفته، اما قطعاً دارای نقایص و محدودیت هایی است و می توان آن را به عنوان قدم اول از یك راه طولانی تلقی نمود. به امید گام های آینده و آینده ای درخشان برای كشور اسلامی مان.