فایل ورد کامل مقاله شبیه سازی انتن های موبایل ۷۲ صفحه در word

قسمتی از متن :

فصل اول – مشخصات تشعشعی یک آنتن

۱-۱) مقدمه
انتقال امواج الکترومغناطیسی می تواند توسط نوعی از ساختارهای هدایت کننده امواج (مانند یک خط انتقال یا یک موجبر) صورت گیرد و یا می تواند از طریق آنتنهای فرستنده و گیرنده بدون هیچ گونه ساختار هدایت کننده واسطه ای انجام پذیرد. عوامل مختلفی در انتخاب بین خطوط انتقال یا آنتنها دخالت دارند. بطور کلی خطوط انتقال در فرکانسهای پایین و فواصل کوتاه عملی هستند. با افزایش فواصل و فرکانسها تلفات سیگنال و هزینه های کاربرد خطوط انتقال بیشتر میشود و در نتیجه استفاده از آنتنها ارجحیت می یابد]۱[.
در حدود سالهای ۱۹۲۰ پس از آنکه لامپ تریود برای ایجاد سیگنالهای امواج پیوسته تا یک مگاهرتز بکار رفت، ساخت آنتنهای تشدیدی (با طول موج تشدید) مانند دوقطبی نیم موج امکان یافت و در فرکانسهای بالاتر امکان ساخت آنتنها با ابعاد و اندازه ی فیزیکی در حدود تشدید (یعنی نیم طول موج) فراهم شد. قبل از جنگ دوم جهانی مولدهای سیگنال مگنی ترون و کلایسترون و مایکروویو (در حدود یک گیگاهرتز) همراه با موجبرهای توخالی اختراع و توسعه یافتند. این تحولات منجر به ابداع و ساخت آنتنهای بوقی شد. در خلال جنگ دوم جهانی یک فعالیت وسیع طراحی و توسعه برای ساخت سیستم های رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهای مدرن مانند آنتنهای بشقابی (منعکس کننده) عدسی ها و آنتنهای شکافی موجبری شد]۱[.
امروزه گستره وسیعی از انواع مختلف آنتنها در مخابرات سیار و سیستمهای بیسیم در حال استفاده اند و کماکان رقابت در زمینه کوچک کردن ابعاد آنتنها و بهینه کردن مشخصات تشعشعی آنها ادامه دارد. در این بخش به طور خلاصه به مرور اصول، تعاریف مشخصات تشعشعی آنتنها پرداخته شده است.

۱-۲) تقسیم بندی نواحی اطراف یک آنتن
فضای اطراف یک آنتن به دو ناحیه تقسیم میشود. اولین ناحیه بعد از آنتن، ناحیه آنتن و ناحیه خارج از آن، ناحیه بیرونی نامیده میشود. مرز دو ناحیه کره ای است که مرکزش، مرکز آنتن وسطح آن از دو انتهای آنتن عبور میکند. نسبت این کره مرزی به آنتن نیم موج دو مخروطی متقارن در شکل ۱-۱ نشان داده شده است ]۲[.

شکل۱-۱ نواحی اطراف یک آنتن]۲[

برای متمایز کردن میدانها در فاصله دور و نزدیک آنتن، می توان ناحیه بیرونی را به دو ناحیه تقسیم کرد که فاصله نزدیک آنتن شامل میدانهای نزدیک ناحیه فرنل نام دارد و میدان در فاصله دور را ناحیه دور یا ناحیه فرانهوفر می خوانند.
می توان ثابت کرد فواصل بزرگتر از نسبت به آنتن شامل میدانهای راه دور آنتن است. طول موج کاردر فضای آزاد و بزرگترین بعد آنتن است.

شکل۱-۲ میدانها در فاصله دور و نزدیک آنتن]۲[

در ناحیه فرانهوفر مولفه های میدان عرضی و مستقل از فاصله شعاعی است که میدان در آن محاسبه میشود. در صورتی که در ناحیه فرنل ممکن است مولفه های میدان به صورت شعاعی تغییر کنند که در نتیجه نمودار تشعشعی میدان بطور کلی تابعی از شعاع خواهد بود ]۲[.

۱-۳) شدت تشعشعی آنتن
توان تشعشع شده از یک آنتن در واحد زاویه فضایی، شدت تشعشعی U (وات بر استرادیان) خوانده میشود]۲[.
شکل زیر یک عنصر زاویه فضایی را نشان میدهد(شکل۱-۳) .

شکل۱-۳ عنصر زاویه فضایی]۱[

۱-۴) نمودارهای تشعشعی
با حرکت یک آنتن کاوشگر شکل۱-۴)الف) در یک فاصله ثابت حول یک آنتن آزمون می توان نمودار تشعشعی را بصورت یک تابع مختصات زاویه اندازه گیری کرد. در شکل۱-۴(الف)هر نمودار تشعشعی در صفحات ثابت موسوم به یک نمودار تشعشعی صفحه E است ، زیرا بردار الکتریکی کاملا در آن قرار دارد. نمودار تشعشی در یک صفحه عمود بر صفحه E که از وسط دوقطبی آزمون می گذرد (صفحه xy) موسوم به نمودار تشعشعی صفحه H است، زیرا بردار میدان مغناطیسی کاملا در آن جای دارد. به عنوان مثال نمودارهای تشعشی صفحه E و صفحه H برای یک آنتن ساده دوقطبی نیم موج به ترتیب در شکل ۱-۴ (ب) و شکل ۱-۴ (ج) نشان داده شده است. این نمودارها را می توان برای مولفه های مختلف میدان E و H و حتی توان رسم کرد.