دانلود مقاله مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه

انتقال امواج الکترومغناطيسي مي تواند توسط نوعي از ساختارهاي هدايت کننده امواج (مانند يک خط انتقال يا يک موجبر) صورت گيرد و يا مي تواند از طريق آنتنهاي فرستنده و گيرنده بدون هيچ گونه ساختار هدايت کننده واسطه اي انجام پذيرد. عوامل مختلفي در انتخاب بين خطوط انتقال يا آنتنها… پیشنهاد می کنیم ادامه این مطلب مفید و ارزشمند را در مقاله مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه دنبال نمایید. این فایل شامل 79 صفحه و در قالب word ارائه شده است.

مشخصات فایل مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه

عنوان: مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 79
حجم فایل : 1,95 مگابایت

بخشی از  مقاله مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه را در ادامه مشاهده خواهید نمود.

فصل اول – مشخصات تشعشعي يک آنتن

1-1) مقدمه

انتقال امواج الکترومغناطيسي مي تواند توسط نوعي از ساختارهاي هدايت کننده امواج (مانند يک خط انتقال يا يک موجبر) صورت گيرد و يا مي تواند از طريق آنتنهاي فرستنده و گيرنده بدون هيچ گونه ساختار هدايت کننده واسطه اي انجام پذيرد. عوامل مختلفي در انتخاب بين خطوط انتقال يا آنتنها دخالت دارند. بطور کلي خطوط انتقال در فرکانسهاي پايين و فواصل کوتاه عملي هستند. با افزايش فواصل و فرکانسها تلفات سيگنال و هزينه‌هاي کاربرد خطوط انتقال بيشتر ميشود و در نتيجه استفاده از آنتنها ارجحيت مي يابد]1[.

در حدود سالهاي 1920 پس از آنکه لامپ تريود براي ايجاد سيگنالهاي امواج پيوسته تا يک مگاهرتز بکار رفت، ساخت آنتنهاي تشديدي (با طول موج تشديد) مانند دوقطبي نيم موج امکان يافت و در فرکانسهاي بالاتر امکان ساخت آنتنها با ابعاد و اندازه ي فيزيکي در حدود تشديد (يعني نيم طول موج) فراهم شد. قبل از جنگ دوم جهاني مولدهاي سيگنال مگني‌ترون و کلايسترون و مايکروويو (در حدود يک گيگاهرتز) همراه با موجبرهاي توخالي اختراع و توسعه يافتند. اين تحولات منجر به ابداع و ساخت آنتنهاي بوقي شد. در خلال جنگ دوم جهاني يک فعاليت وسيع طراحي و توسعه براي ساخت سيستم‌هاي رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهاي مدرن مانند آنتنهاي بشقابي (منعکس کننده) عدسي‌ها و آنتنهاي شکافي موجبري شد]1[.

امروزه گستره وسيعي از انواع مختلف آنتنها در مخابرات سيار و سيستمهاي بيسيم در حال استفاده اند و کماکان رقابت در زمينه کوچک کردن ابعاد آنتنها و بهينه کردن مشخصات تشعشعي آنها ادامه دارد. در اين بخش به‌طور خلاصه به مرور اصول، تعاريف مشخصات تشعشعي آنتنها پرداخته شده است.

1-2) تقسيم بندي نواحي اطراف يک آنتن

فضاي اطراف يک آنتن به دو ناحيه تقسيم ميشود. اولين ناحيه بعد از آنتن، ناحيه آنتن و ناحيه خارج از آن، ناحيه بيروني ناميده ميشود. مرز دو ناحيه کره اي است که مرکزش، مرکز آنتن وسطح آن از دو انتهاي آنتن عبور ميکند. نسبت اين کره مرزي به آنتن نيم موج دو مخروطي متقارن در شکل 1-1 نشان داده شده است ]2[.

شکل1-1 نواحي اطراف يک آنتن]2[

براي متمايز کردن ميدانها در فاصله دور و نزديک آنتن، مي توان ناحيه بيروني را به دو ناحيه تقسيم کرد که فاصله نزديک آنتن شامل ميدانهاي نزديک ناحيه فرنل[1] نام دارد و ميدان در فاصله دور را ناحيه دور يا ناحيه فرانهوفر[2] مي‌خوانند.

مي توان ثابت کرد فواصل بزرگتر از  نسبت به آنتن شامل ميدانهاي راه دور آنتن است.  طول موج کاردر فضاي آزاد و  بزرگترين بعد آنتن است.

شکل1-2 ميدانها در فاصله دور و نزديک آنتن]2[

در ناحيه فرانهوفر مولفه هاي ميدان عرضي و مستقل از فاصله شعاعي است که ميدان در آن محاسبه ميشود. در صورتي که در ناحيه فرنل ممکن است مولفه هاي ميدان به صورت شعاعي تغيير كنند که در نتيجه نمودار تشعشعي [3] ميدان بطور کلي تابعي از شعاع خواهد بود ]2[.

1-3) شدت تشعشعي آنتن

توان تشعشع شده از يک آنتن در واحد زاويه فضايي، شدت تشعشعي U (وات بر استراديان) خوانده ميشود]2[.

شکل زير يک عنصر زاويه فضايي را نشان ميدهد(شکل1-3) .

شکل1-3  عنصر زاويه فضايي]1[

1-4) نمودارهاي تشعشعي[4]

با حرکت يک آنتن کاوشگر[5] شکل1-4)الف) در يک فاصله ثابت حول يک آنتن آزمون مي توان نمودار تشعشعي را بصورت يک تابع مختصات زاويه اندازه گيري کرد. در شكل1-4(الف)هر نمودار تشعشعي در صفحات  ثابت موسوم به يک نمودار تشعشعي صفحه E [6] است ، زيرا بردار الکتريکي کاملا در آن قرار دارد. نمودار تشعشي در يک صفحه عمود بر صفحه E که از وسط دوقطبي آزمون مي گذرد (صفحه xy) موسوم به نمودار تشعشعي صفحه[7]H  است، زيرا بردار ميدان مغناطيسي  کاملا در آن جاي دارد. به عنوان مثال نمودارهاي تشعشي صفحه E و صفحه H براي يک آنتن ساده دوقطبي نيم موج به ترتيب در شکل 1-4 (ب) و شکل 1-4 (ج) نشان داده شده است. اين نمودارها را مي توان براي مولفه هاي مختلف ميدان E و H و حتي توان رسم كرد.

مولفه های میدان و نحوه اندازه گیری پرتو. آنتن کاونده روی سطح یک کره حرکت داده می شود.]1[

نمودار قطبی پرتو تشعشی صفحه E

شکل1-4  نمودار قطبی پرتو تشعشعی  صفحه H

تشعشع کامل دوقطبي ايده آل به صورت يک نماي ايزومتريک [8] در شکل 1-5 با يک برش نشان داده شده که بصورت يک چنبره بدون سوراخ است و به نمودار تشعشي همه جهتي[9] معروف است، زيرا در صفحه xy يکنواخت ميباشد. هنگامي که پژوهشگر به آنتنهاي جديد برخورد ميکند، بايد سعي کند که تشعشع کل را در دو يا چند نمودار تشعشي بيان کند ]1[.

شکل1-5 نمودار سه بعدی پرتو تشعشعی]1[

مناسب است که نمودارهاي تشعشعي را نرماليزه (بهنجار) کنيم به طوري که حداکثر اندازه اش برابر واحد شود. براي نرماليزه کردن يک نمودار به صورت زير عمل ميکنيم: اندازه ميدان يا توان در هر نقطه از نمودار را بر ماکزيمم مقدار آنها تقسيم ميکنيم . بدين صورت نمودار نرماليزه شده بدست مي آيد . به عنوان مثال براي يک منبع در امتداد محور Z که ميدان E اش تنها يک مولفه  دارد، نمودار ميدان نرماليزه شده، به صورت زير تعريف ميشود:

(1-1)

 حداکثر اندازه  روي سطح کره به شعاع  است. البته مستقل از  است.

يک نمونه نمودار توان تشعشعي يک آنتن بصورت يک نمودار قطبي در شکل زير رسم شده است. گلبرگ يا تابه اصلي [10] شامل جهت حداکثر تشعشع ميباشد. گلبرگ هاي کوچکتر ديگري موسوم به گلبرگهاي فرعي [11] نيز در نمودار تشعشع وجود دارد. يک گلبرگ کناري [12] را به عنوان يک گلبرگ تشعشع در هر جهت غير از جهت گلبرگ اصلي تعريف ميکنيم]1[.

شکل1-6 یک نمونه نمودار قطبی پرتو توان]1[

يک معيار تمرکز توان در گلبرگ اصلي، تراز گلبرگ کناري نسبي [13]است که نسبت حداکثر اندازه (پرتو) گلبرگ کناري به حداکثر اندازه (پرتو) گلبرگ اصلي است. بزرگترين تراز گلبرگ کناري نسبي در پرتو کل همان حداکثر تراز گلبرگ کناري نسبي[14] بوده که اغلب با علامت اختصاري SLL[15] نشان داده ميشود و بر حسب دسي بل عبارت است از :

(2-1)

که تابع   اندازه پرتو ميدان ميباشد. در اين رابطه   حداکثر اندازه پرتو و   حداکثر اندازه بزرگترين گلبرگ کناري است. براي يک پرتو نرماليزه شده  ميباشد. نمودار اندازه پرتو يک منبع خطي يکنواخت در مختصات قائم و مقياس خطي در شکل 1-7رسم شده است.

شکل1-7  ]1[

گلبرگهاي کوچکتر گلبرگهاي کناري بوده و به توالي مثبت و منفي هستند.

1-5) پهناي تابه نيم توان (HPBW)[16]

بصورت فاصله زاويه اي بين دو نقطه روي تابه اصلي در پرتو توان بوده که اندازه توان نصف حداکثر اندازه آن است. بنابراين:

(3-1)

  و   به ترتيب زواياي نقاط در طرف چپ و طرف راست حداکثر تابه اصلي هستند که پرتو توان نصف اندازه حداکثرش است]1[.

آنتنها مي توانند پهلو آتش [17] يا سرآتش [18] باشند. حداکثر اندازه تابه اصلي يک آنتن پهلو آتش در جهتي عمود بر صفحه شامل آنتن است. حداکثر اندازه تابه اصلي يک آنتن سرآتش موازي صفحه شامل آنتن ميباشد

فهرست مطالب مقاله مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه, در ادامه قابل مشاهده می باشد.

• فصل 1  مشخصات تشعشعي يک آنتن 5
• 1-1) مقدمه    5
• 1-2) تقسيم بندي نواحي اطراف يک آنتن  5
• 1-3) شدت تشعشعي آنتن 6
• 1-4) نمودارهاي تشعشعي 7
•  10 HPBW 1-5) پهناي تابه نيم توان
• يک آنتن  11VSWR 1-6) پهناي باند فرکانسي و
• 1-7) بهره جهتي آنتن  12
• 1-8) سمتگرايي  13
• 1-9) بازده تشعشعي آنتن  13
• )  13g 1-10) بهره يا گين آنتن (
• 1-11) امپدانس ورودي آنتن  14
• 1- 12) قطبش موج  14
• 1-13) ضریب کیفیت (Q) در مدارات سری 15
• فصل 2-  آنتن های تلفن همراه 17
• 2-1) مقدمه 17
• 2-2) آنتن کوچک چيست ؟  17
• 2-3) آنتن F معکوس و عملکرد یک آنتن تلفن همراه  18
• 2-4) شاسي در گوشي موبايل   21
• 2-5) آنتنهاي سيمي 22
• 2-6) موقعيت آنتن در موبايل 24
• 2-7) حجم آنتن 27
• 2-8) انواع کلاسهاي آنتنهاي موبايل 29
• فصل 3 – توصیف کیفی و تحلیل عملکرد آنتن PIFA  34
• 3-1) مقدمه 34
• 3-2) تغييرات پورت زمين  و تاثير آن روي آنتن PIFA در گوشي موبايل 34
• 3-3) تحليل آنتن PIFA  با استفاده از مدل هاي معادل  41
• 3-4 ) روش تحليل عملکرد آنتن PIFA در اين پژوهش 43
• 3-5) شبيه سازي يک آنتن مونوپل به کمک نرم افزار HFSS  44
• فصل 4 –  نحوه طراحی آنتن PIFA در این تحقیق 48
• 4-1) مقدمه 48
• 4-2) طراحي اوليه آنتن 48
• 4-3) تبديل آنتن PIFA   تک باند به دو باند 53
• 4-4) بهينه سازي آنتن طراحي شده 55
• 4-5)جمع بندی

در صورت تمایل شما می توانید مقاله مطالعه و شبیه سازی آنتن های تلفن همراه را به قیمت 19900 تومان از سایت فراپروژه دانلود نمایید. اگر در هر کدام از مراحل خرید یا دانلود با سوال یا ابهامی مواجه شدید می توانید از طریق آدرس contact-us@faraproje.ir و یا ارسال پیامک به شماره: 09382333070 با ما در تماس باشید. با اطمینان از وب سایت فراپروژه خرید کنید، زیرا پشتیبانی سایت همیشه همراه شماست.