وبلاگ

:
مخابرات UWB برای اولین بار در دهه 1960 معرفی شد و برای رادار، حسگر، مخابرات نظامی و کاربردهای زیست شناسی در 20 سال بعد از آن به کار رفت. در سال 2002، FCC رنج فرکانسی 10.6GHz~3.1 را برای کاربردهای UWB باز کرد و توان انتقال آن را به 41.3dBm- محدود کرد، بدین معنا که سیستم های UWB روز فراهم کردن: توان کم، قیمت کم و عملکرد باند وسیع در مساحت کوتاه تمرکز کردند. در مقایسه با کاربردهای باند باریک طراحی المان ها در سیستم های UWB بسیار متفاوت و چالش ساز است.
یکی از المان های مهم در گیرنده های UWB میکسرها هستند. میکسرها برای تبادل اطلاعات بین تعداد زیادی کانال مشابه UWB RF و از طریق آنتن ها نقش کلیدی دارند. میکسر، در واقع یک مبدل فرکانس است که در مدارات مخابراتی وظیفه تبدیل (و یا ترکیب) سیگنال از یک فرکانس به فرکانس (های) دیگر را به عهده دارد. اهمیت این عملکرد هم به وضوح در تهیه و تامین فرکانس های کاری مناسب با پایداری و نویز مطلوب است. میکسر می بایستی: 1) بهره تبدیل بالا، که اثرات نویز در طبقات بعدی را کاهش دهد. 2) NF کوچک، که LNA را از داشتن یک بهره بالا راحت کند. 3) خطی بودن بالا، که رنج دینامیک گیرنده را بهبود ببخشد و سطوح اینترمدولاسیون را کاهش دهد. هر کارایی بایستی توسط مصالحه در طراحی میسکر به دست آید. میکسر سلول گیلبرت با برخی تغییرات در ساختار آن نتایج قابل قبولی برای کاربرد در سیستم های UWB به دست می دهد.

مقصود ما در این سیمنار بررسی ساختارهای مناسب میکسر جهت استفاده در سیستم های فراپهن باند UWB با استفاده از تکنولوژی

 CMOS است. برای این منظور ابتدا سیستم های UWB در فصل اول بررسی می گردند. سپس در فصل دوم میکسرهای گوناگون مورد بحث قرار گرفته و کارایی های آنها مقایسه می شود. در فصل سوم یازده مقاله ای در این زمینه را که در سال های اخیر طبع رسیده است تک تک بررسی کرده و در انتها در فصل چهارم نتایج به دست آمده و مزایا و معایب هر روش بیان می گردد.

فصل اول
سیستم های فراپهن باند (UWB)
1-1- تاریخچه
در طول دهه های اخیر پیشرفت سریع ارتباطات باعث ایجاد تقاضا برای قطعات بهتر و ارزان تر و همچنین تکنولوژی های پیشرفته تر شده است. افزایش تقاضا برای انتقال سریع و افزایش نرخ اطلاعات در عین مصرف کم توان تاثیرات شگرفی را بر تکنولوژی ارتباطات ایجاد کرده است. در هر دو بخش مخابرات بی سیم و سیمی این گرایش منجر به استاده هرچه بیشتر از مدولاسیون هایی با استفاده بهینه تر از طیف فرکانسی و یا افزایش پهنای کانال ها گشته است. این روش ها به همراه روش های مهندسی برای کاهش توان، به منظور تولید تراشه های ارزان و با مصرف توان کم در صنعت استفاده می شود.
افزایش و گسترش استانداردها نه تنها باعث شده که سیستم ها با طیف های شلوغ تری از لحاظ فرکانسی روبرو باشند بلکه باعث شده است تا سیستم ها به سوی چند استاندارده بودن سوق داده شده و قابلیت انطباق با استانداردهای مختلف را داشته باشند. در حقیقت این پیشرفت تکنولوژی منجر به طراحی و تولید دستگاه هایی شده است که قابلیت کارکرد در باندهای وسیع تری را داشته باشند، مانند تکنولوژی فراپهن باند (UWB).
تکنولوژی فراپهن باند (UWB) به شیوه کاملا متفاوتی از سایر تکنولوژی ها از باند فرکانسی استفاده می کند. این سیستم ها از پالس های باریک و پردازش سیگنال در حوزه زمانی برای انتقال اطلاعات استفاده می کنند، بدین صورت سیستم های فراپهن باند (UWB) قادرند در بازه زمانی مشخص اطلاعات بیشتری را نسبت به سیستم های قدیمی تر منتقل کننده زیرا حجم انتقال اطلاعات در سیستم های مخابراتی به صورت مستقیم با پهنای باند تخصیص یافته و لگاریتم (Signal to SNR Noise Ratio) متناسب است.

بیوانفورماتیك علم استخراج دانش از منابع داده ای بیولوژیكی به كمك آنالیزهای كامپیوتری است از آنجا كه منابع اطلاعاتی موجود در بیوانفورماتیك همراه با عدم قطعیت همراه است.معمولاً اطلاعات آن خام و بعضاً نادقیق بوده است از این رو كنترل فازی روش مؤثر جهت مقابله با عدم قطعیتها و رسیدن به اطلاعات كاملتر ودقیق تر در اختیار قرار می دهد. در نتیجه به كمك روش فازی به مدل سازی این عدم قطعیت ها پرداخته و یك پیشگویی دقیق تر ارائه خواهد شد.
فصل اول
كلیات
1-1) هدف
رشد انفجاری اطلاعات بیولوژیكی نیازمند استفاده از تكنیكهای محاسباتی به منظور نگهداری، سازماندهی و آنالیز ا ین اطلاعات می باشد. نیاز به استخراج دانش از میان انبوه اطلاعات خام شیوه های جدید كامپیوتری را طلب می كند در این میان پیش گویی ساختار پروتئین ها یكی از چالش های اساسی بیولوژیكی ملكولی می باشد.
مسأله پیشگویی ساختار پروتئین ها در علوم داروسازی و برای طراحی دا روهای جدید حائز اهمیت بوده است و از صرف گزافی كه برای تعیین ساختار پروتئین ها با روش های تجربی هزینه می گردد جلوگیری می كند در داروسازی برای طراحی داروهای مختلف هزاران ماكرو ملكول مختلف مورد آزمون قرار می گیرد كه تعیین ساختار همة آنها كاری غیر عملی و بسیار هزینه بر می باشد لذا پیشرفت در زمینة پیش گویی ساختار پروتئین ها راه را برای طراحی داروهای جدید هموار می سازد و هزینه های تحقیقاتی را صدها برابر كاهش می دهد. با توجه به سرمایه گذاری اخیر در صنایع داروسازی در كشور اهمیت این مساله در جهت پیشبرد این دانش و فن اوری غیر قابل انكار می نماید هدف این تحقیق طراحی و پیاده سازی الگوریتم جدید بر اساس منطق فازی جهت پیشگویی و بدست آوردن میزان شباهت بین دو

 رشته پروتئینی است كه این كار در پیشگویی رفتار یك پروتئین ناشناخته كه تعیین توالی شده است ولی هنوز تعیین ساختار نشده است و همچنین در بدست آوردن ساختارهای دوم و سوم و چهارم و كمك به كاهش عدم قطعیت آنها می تواند بسیار موثر باشد همچنین پروتئین ناشناخته ای كه بالاترین میزان شباهت را با یك پروتئین شناخته شده دارد در بسیاری از كاربردها خواص عملكردی مشابه پروتئینی شناخته دارد.

2-1) پیشینه تحقیق
تا كنون در جهان رویكردهای مختلفی و الگوریتم های متعددی جهت پیشگویی هرچه دقیق تر ساختار پروتئین ها ارائه شده است و در طول تقریباً 20 سال گذشته این رویكردها موفق به بهبود حدوداً 20 درصدی دقت پیشگویی شده اند سه راهكار اصلی برای پیشگویی ساختار پروتئین ها مطرح می باشد كه مبین بر روشهای چو ضمن – گور، شبكه عصبی و نزدیكترین همسایگی می باشد . هدف از این سمینار بالا بردن میزان اطمینان و در نتیجه بهبود پیشگویی به كمك بدست آوردن بیشترین شباهت بین پروتئینها است این روش می تواند به عنوان یك عامل كمكی هم راه با روشهای فوق الذكر به پیشگویی ساختار یا عملكرد بهتر (توسط یكی از روشهای فیوژن یا تركیب اطلاعات) منجر گردد.

تکنولوژی آنتن های مایکرواستریپ در دو دهه اخیر، تحقیقات و مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. این آنتن ها با توجه به ساختار ساده، وزن کم و شکل همدیس خود، برای کاربردهای فضایی و سیستم های موبایل بسیار مناسب هستند.
اغلب سیستم های مخابراتی امروزی نیازمند دو یا چند باند فرکانسی می باشند. این سیستم ها شامل: سیستم های مخابرات سیار GSM/DCS، شبکه های کامپیوتری بیسیم WLAN، سیستم های تعیین موقعیت جغرافیایی GPS و یا حتی سیستم های راداری SAR که در چند باند فرکانسی کار می کند، می باشند.
مزایایی که سیستم باند دوگانه (1800 GSM/DCS) به عنوان اولین قدم در حرکت به سمت نسل سوم موبایل ارائه می دهد عبارتند از:
– قابلیت انعطاف در بازار با قیمت کم (زیرا 1800 DCS شالوده GSM موجود را دارد).
– افزایش زیاد ظرفیت شبکه، پوشش خبری زیاد و متمرکز.
– توانائی وسیع تر در رابطه با مسئله گردش بین شبکه های مختلف موبایل.
– کیفیت صدای بالاتر و نرخ داده بالاتر.
– اپراتور قادر است تا سرویس های جدیدی مثل ارتباطات بیسیم را در داخل مناطق مسکونی ایجاد کند.
در حال حاضر نیز در کشورهای زیادی سیستم های باند دوگانه در حال کار هستند.

بیشترین فایده استفاده از باند 1800MHz افزایش فوق العاده در ظرفیت می باشد که این موضوع نیز در اثر پهنای باند بیشتر (1800 DCS) یعنی 75MHz در مقابل پهنای باند (900 GSM) یعنی 25MHz به دست خواهد آمد.

تاکنون آنتن های میکرواستریپ با روش های گوناگونی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند که از جمله آنها می توان از مدل های خط انتقال، محفظه تشدید و روش های تحلیل عددی مثل روش ممان و روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) و… نام برد که روش هایی مثل خط انتقال و محفظه تشدید با تقریب زیادی همراه هستند و امروزه اکثرا از روش های تحلیل عددی استفاده می شود.
هدف از این پایان نامه این است که آنتن های میکرواستریپی که در گوشی های موبایل قابل کاربرد هستند و دارای باند دوگانه در فرکانس های 900MHz و 1800MHz می باشند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان، پهنای باند، محدوده فرکانسی که در آن آنتن می تواند کار کند و تلفات برگشتی آنتن به دست آید.
در این گزارش پایان نامه، ابتدا در فصل اول، ی کوتاه بر آنتن های مایکرواستریپ کرده و در فصل دوم، به بررسی اصول کلی روش FDTD در تحلیل ساختارهای تشعشعی پرداخته شده و جزئیات چگونگی تحلیل آنتن مورد نظر در فضای FDTD مورد بررسی قرار می گیرد. سپس در فصل سوم، تبدیل روش میدان نزدیک به میدان دور مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل چهارم، به تعریف و طراحی مسأله پرداخته و نتایج حاصل از کد FDTD (نتایج حاصل از شبیه سازی) ارائه می گردد. در نهایت در فصل پنجم ی کلی بر نتایج به دست آمده از این پایان نامه خواهم داشت.

ای بر سیستم های اصلی نیروگاه
1-1) انواع سد
سدها از نظر جنس به دو نوع کلی بتونی و خاکی دسته بندی می شوند.

در سدهای بتونی همه قسمت های آن مثل تاج و سرریز و… از بتون ساخته می شوند و معمولا در جاهایی ساخته می شود که فاصله دو کوهی که در آن قسمت ساخته می شود از هم کم است اصطلاحا طول تاج کم باشد، در سدهای خاکی هسته از سنگ یا بتون و سرریز آن از بتون است و بقیه قسمت ها از خاک ساخته می شود. از نظر آبگیری سدها به دو نوع مخزنی و جریانی تقسیم می شوند. روش کلی کار

 سدهای جریانی به این شکل است که آب را از مسیر خود با یک شیب کمتر منحرف می کنند و آن را در یک مخزن آرامش جمع کرده سپس با کانال کشی آب را به محل توربین می برند. ولی در سد مخزنی حجم زیادی از آب پشت سد ذخیره می شود. در بعضی از انواع سدها که فقط برای پیک بار (زمان بیشترین مصرف برق در هر شبانه روز) استفاده می شوند در هنگام مورد نیاز آب از پشت سد وارد توربین ها شده و برق تولید می کند و آب خروجی از توربین ها در یک مخزن دیگر جمع می شود و در ساعات آخر شب یا اوایل صبح به وسیله پمپ این آبها را به پشت سد پمپاژ می کنند. (سد و نیروگاه سیاه بیشه)

2-1) شیر پروانه ای
Butterfly Valve (BFV: شیر اصلی ورودی آب برای هر واحد از نوع شیر پروانه ای است که فقط وضعیت باز و بسته دارد و با چرخش 90 درجه آب ورودی را قطع یا وصل می کند رابطه دبی آب عبوری و درصد گشودگی شیر خطی نیست مثلا با 25 درصد گشودگی تقریبا کل آب عبور می کند. در صورتی که در هنگام کار واحد این شیر کاملا باز نشود، دیسک آن با مقاومت در برابر آب باعث ایجاد شدن یک سری حباب خلا می شود که این حباب ها باعث کنده شدن ذرات دیسک و خوردگی آن می شوند که به آن پدیده (کاویتاسیون) می گویند. برای جلوگیری از این کار دریچه را توخالی و با محفظه هایی می سازند که آب راحتتر عبور کند.

کنترل پیش بین MPC شامل تعدادی از الگوریتم های کنترلی است که براساس مفهوم خاصی عمل می کند. در یک کنترل کننده MPC، تعدادی از ورودی های آینده به گونه ای تعیین می شوند که خروجی پروسه در طول فاصله زمانی معینی، براساس یک تابع معیار به ورودی نزدیک باشد. این محاسبات طی هر زمان نمونه برداری انجام می شود و معمولا اولین عنصر محاسبه شده از سیگنال کنترلی به پروسه اعمال می شود. برای این عمل نیاز به یک مدل در کنار پروسه می باشد تا ورودی های آینده را به آن داده و خروجی های آینده پروسه را طبق آن پیش بینی کرد. از مشکلات اساسی کنترل کننده های پیش بین، حجم بالای محسبات آنها در هر زمان نمونه برداری می باشد. این محاسبات، معمولا به پیچیدگی مدل و فرآیند بهینه سازی تابع معیار ربط دارد. در بهینه سازی، نیاز به ضریب ماتریس ها و معکوس سازی ماتریسی است. همین فرآیند حجم محاسبات بالایی را به خود اختصاص می دهد. شاید همین امر، عامل اساسی محدود شدن استفاده از این نوع کنترل کننده به فرآیندهای کم سرعت و از جمله به فرآیندهای شیمیایی شده است. پیاده سازی این نوع کنترل کننده ها در سرعت های خیلی زیاد از اهمیت بسزایی می تواند برخوردار باشد. در این سمینار حجم محاسبات الگوهای مختلف کنترل کننده های پیش بین مانند MAC و DMC و GPC و D-DMC و FFC و Armakov-PFC برای سیستم های SISO و MIMO بررسی می شود.
فصل دوم
ی بر الگوریتم کنترل کننده پیش بین و پارامترهای آن

کنترل پیش بین MPC شامل تعدادی از الگوریتم های کنترلی است که براساس مفهوم خاصی عمل می کند. در یک کنترل کننده MPC، تعدادی از ورودی های آینده به گونه ای تعیین می شوند که خروجی پروسه در طول فاصله زمانی معینی، براساس یک تابع معیار به ورودی مرجع نزدیک باشد. این محاسبات طی هر زمان نمونه برداری انجام می شود و معمولا اولین عنصر محاسبه شده از سیگنال کنترلی به پروسه اعمال می شود. برای این عمل نیاز به یک مدل در کنار پروسه می باشد تا ورودی های آینده را به آن داده، و خروجی های آینده

 پروسه را طبق آن پیش بینی کرد.

کنترل پیش بین در حوزه زمان و به صورت گسسته طراحی می گردد. برای پیاده سازی الگوریتم کنترل کننده پیش بین، در هر زمان نمونه برداری مراحل زیر باید اجرا گردد:
1- مسیر مطلوب آینده محاسبه شود.
2- با استفاده از مدل پروسه خروجی های آینده پیش بینی گردد.
3- برای به دست آوردن سیگنال کنترلی، یک مساله بهینه سازی حل گردد. بهینه سازی به صورت حلقه باز انجام می شود در نتیجه نسبت به کنترل بهینه که در حالت حلقه بسته کار می کند از محاسبات ساده تری برخوردار است.
تفاوت الگوریتم های مختلف کنترل پیش بین را می توان در نوع مدل مورد استفاده برای پیش بینی پاسخ پروسه و در تابع هزینه ای که کمینه می گردد، دانست. در کنترل کننده DMC برای پیش بینی خروجی پروسه از مدل ضرایب پاسخ پله پروسه استفاده می شود. کنترل کننده های پیش بین معروف دیگر، MAC و GPC و DDMC و PFC هستند که به ترتیب از مدل های پاسخ ضربه، تابع تبدیل، پاسخ پله واحد و تابع تبدیل استفاده می کنند.
آنچه که باعث استقبال روزافزون از این نوع کنترل کننده ها شده است را می توان در موارد زیر برشمرد:
– قابل اعمال به سیستم های پیچیده (حلقه باز ناپایدار، نامشخص، دارای صفر سمت راست، تاخیر متغییر و…) است.
– قابل اعمال به سیستم هایی که محدودیت هایی روی ورودی و یا خروجی آنها وجود دارد.
– قابل اعمال به سیستم های خطی و غیرخطی است.
– خطای مدلسازی و اغتشاشات را می تواند جبران کند.
– در مواردی که مسیر مرجع در زمان های آینده، از قبل مشخص باشد، کنترل کننده پیش بین می تواند از این اطلاعات استفاده کند و نسبت به تغییرات مسیر مرجع عکس العمل نشان دهد. بنابراین اثرات نامطلوبی مانند اثر تاخیر زمانی را جبران کند. نتایج به دست آمده بهتر از حالت بدون پیش بینی است.