پایان نامه ها

–بررسی آثار تزویج در آرایه¬ای ازآنتن¬های سیمی برای کاربرد در رادار پسیو

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
پايان نامهی کارشناسي ارشد در رشتهي مهندسي برق- مخابرات (میدان)
بررسی آثار تزویج در آرایهای ازآنتنهای سیمی برای کاربرد در رادار پسیو
بوسيله
رئوف طوقی
استاد راهنما
دکتر عباس علیقنبری
بهمن ماه 1390

635078740

به‌نام خدا
اظهارنامه
اينجانب رئوف طوقی (870403) دانشجوي رشته‌ي برق- مخابرات گرايش میدان دانشكده‌ي مهندسی برق و كامپيوتر اظهار مي‌كنم كه اين پايان‌نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي كه از منابع ديگران استفاده كرده‌ام، نشاني دقيق و مشخصات كامل آن را نوشته‌ام. همچنين اظهار مي‌كنم كه پايان‌نامه و موضوع پايان‌نامه‌ام تكراري نيست و تعهد مي‌نمايم كه بدون مجوز دانشگاه آن را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه‌ي حقوق اين اثر مطابق با آيين‌نامه‌ي مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگی: رئوف طوقی
تاریخ و امضاء: 3/2/1391

-711835-333375
-882015347980

-820420-9525

چکیده
بررسی آثار تزویج در آرایهای از آنتنهای سیمی برای کاربرد در رادار پسیو
به کوشش
رئوف طوقی
همواره آشکارسازی اهدافی که از دید بصری مصون هستند مورد توجه بوده است. برای شناسایی اهداف میتوان از امواج الکترومغناطیس استفاده کرد. اولین قدم برای دریافت امواج، یک آرایه مناسب آنتن است. امواج پس از رسیدن به آنتن باعث شارش جریانی روی سطح آن میشوند. میزان جریان شارشی تابعی از پارامترهای مختلفی مثل نوع آنتن، سطح مقطع موثر آنتن، محل قرار گرفتن آنتن، دامنه و زاویه ورود جبهه موج و… است.
کاری که در این پایان نامه انجام شده است محاسبهی اندازه و فاز جریان القا شده روی آنتنهای سیمی، در اثر تحریک جبههموج الکترومغناطیسی است. برای این منظور بکمک روش عددی مومنت، نرمافزاری تهیه شده است که جریان ناشی از برخورد جبههموج به آنتن را روی سیمهای آنتن محاسبه میکند. این نرم افزار یکی از جوابهای معادلهی انتگرال- دیفرانسیلی ماکسول بنام معادلهی هالن را حل میکند. بعلاوه در این پایاننامه، بررسی تاثیر توابع پایه مختلف بر دقت حل مسئله در روش مومنت مورد بررسی قرار گرفته است. در معادلهی هالن از توابع پالسی، مثلثی و سینوسی بعنوان توابع پایه روش مومنت استفاده شده و دقت و سرعت همگرایی مقایسه شده است. همچنین، نمودارهایی از تاثیر زاویه ورود جبههموج بر اندازه و فاز ولتاژ ترمینال آرایههایی از آنتنهای مختلف سیمی ارائه شده است. نیز ماتریسی بنام ماتریس کالیبراسیون معرفی شده است تا جبرانسازی تزویج متقابل بین ولتاژ اندازهگیری شده از ترمینال آنتنها را انجام دهد و با استفاده از ولتاژ بدون تزویج بدست آمده، زاویهی ورود جبههموج با استفاده از الگوریتم میوزیک محاسبه شود. روش ارائه شده برای محاسبهی ماتریس کالیبراسیون و نیز نحوهی استفاده از آن در جهتیابی، بهبود نسبی دقت جهتیابی در مقایسه با روشهای قبلی را نتیجه میدهد.
فهرست مطالب
عنوانصفحه
فصل اول: مقدمه 2
فصل دوم: آشنایی با رادار پسیو
2-1- مقدمهای از رادار پسیو5
2-2- آنتنهای گیرندهی رادار پسیو6
2-3-تزویج متقابل در آرایه آنتنها7
2-3-1-تزویج در مد فرستندگی8
2-3-1-تزویج در مد گیرندگی9
2-4- محاسبهی امپدانس متقابل و ماتریس کالیبراسیون 10
2-4-1- روش امپدانس متقابل گیرندگی10
2-4-2- محاسبهی ماتریس کالیبراسیون12
فصل سوم: بدست آوردن جریان روی سطح آنتنهای سیمی
با استفاده از روش مومنت
3-1- معادلات انتگرالی (IE)14
3- 2- توابع گرین15
3-2-1-خصوصیات تابع گرین16
3- 3- توابع پایه و وزن17
3- 4- حل عددی معادلات الکترومغناطیس 20
3- 5- الگوریتمهای حل عددی معادلات الکترومغناطیس20
3- 6- استفاده از روش مومنت برای حل مسائل الکترومغناطیس 21
3- 7- سیمهای نازک به عنوان آنتن گیرنده22
عنوانصفحه
3- 7- 1- محاسبهی جریان القا شده روی سیم نازک در اثر
جبهه موج برخوردی E0 25
3- 7- 2- حل عددی معادلهی هالن با استفاده از روش مومنت27
فصل چهارم: محاسبهی جریان القا شده روی آرایهای از چهار دایپل
4- 1- محاسبهی جریان القا شده روی 4 دایپل در اثر جبههموج برخوردی
با در نظر گرفتن تزویج متقابل بین آنها30
4-2- آنتن دوقطبی خمشده42
4-3- افزودن بار RL به مرکز سیم44
فصل پنجم: خصوصیات نرمافزار و نحوهی تهیهی آن
5-1-پیاده سازی روابط و معادلات نوشته شدهی فصل چهارم با استفاده
از زبان برنامهنویسی C# 47
5-1-1-انتگرال گیری عددی بکمک روش ذوزنقهای48
5-1-2-حل دستگاه معادلات (4-32) و (4-33)49
5-2-روش کار و قابلیت نرم افزار51
5-2-1- مشاهدهی نتایج محاسبات54
5-2-2- سایر امکانات این پنجره 55
فصل ششم: نتایج
6- 1- مقدمه58
6- 2– مقایسهی جواب نرمافزار NEC با نرمافزار طراحی شده58
6- 3– محاسبهی خطای محاسبات در نتیجهی تابع پایهی انتخابی
و تقسیمبندی سیم انتگرال گیری عددی با استفاده از روش ذوزنقهای64
6-4- مقایسهی جریان محاسبه شده روی سیمهای آنتن یاگی- اودا
با استفاده از سه نوع تابع پایه65
6-5- حضور آنتنها در آرایه و تاثیر آن بر اندازه و فاز ولتاژ ترمینالشان68
6-5-1- چهار فولدد دایپل به فاصلهی λ 0.2 از هم69
6-5-2- چهار فولدد دایپل به فاصلهی λ 0.3 از هم71
6-5-3- سه آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.2 از هم در حالت عمودی74
عنوانصفحه
6-5-4- سه آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.5 از هم در حالت افقی76
6-5-5- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.2 از هم در حالت عمودی79
6-5-6- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.5 از هم در حالت افقی81
6-6- محاسبهی زاویهی ورود یک جبهه موج به آرایهی افقی 4 آنتن یاگی- اودا84
6-6-1- محاسبهی زاویه ورود جبههموج91
6-6-1-1- استفاده از الگوریتم میوزیک برای تخمین زاویه91
6-6-1-2- تخمین زاویه بکمک الگوریتم میوزیک و ماتریسهای Z و C 92
6-7- نتایج100
6-8- پیشنهادات101
فهرست منابع و مأخذ102
فهرست جدول ها
عنوانصفحه
جدول6-1: اختلاف فاز ولتاژترمینالها محاسبه شده از NEC63
جدول6-2: اختلاف فاز ولتاژترمینالها محاسبه شده از نرمافزاز طراحی شده64
جدول 6- 3: اندازهی درایههای ماتریس C185
جدول 6- 4: فاز درایههای ماتریس C185
جدول 6- 5: اندازهی درایههای ماتریس C286
جدول 6- 6: فاز درایههای ماتریس C286
جدول 6- 7: اندازهی درایههای ماتریس C386
جدول 6- 8: فاز درایههای ماتریس C386
جدول 6- 9: اندازهی درایههای ماتریس C487
جدول 6- 10: فاز درایههای ماتریس C487
جدول 6- 11: اندازهی درایههای ماتریس C587
جدول 6- 12: فاز درایههای ماتریس C587
جدول 6- 13: اندازهی درایههای ماتریس C687
جدول 6- 14: فاز درایههای ماتریس C688
جدول 6- 15: اندازهی درایههای ماتریس C788
جدول 6- 16: فاز درایههای ماتریس C782
جدول 6- 17: اندازهی درایههای ماتریس C888
جدول 6- 18: فاز درایههای ماتریس C889
جدول 6- 19. اندازهی درایههای ماتریس C989
جدول 6- 20: فاز درایههای ماتریس C989
جدول 6- 21: اندازهی درایههای ماتریس C1089
جدول 6- 22: فاز درایههای ماتریس C1090
جدول 6- 23: اندازهی درایههای ماتریس C11 90
عنوانصفحه
جدول 6- 24: فاز درایههای ماتریس C11 90
جدول 6- 25:. اندازهی درایههای ماتریس امپدانس متقابل Z1 90
جدول 6- 26: فاز درایههای ماتریس امپدانس متقابل Z1 91
جدول 6- 27: اندازهی درایههای ماتریس امپدانس متقابل Z2 91
جدول 6- 28: فاز درایههای ماتریس امپدانس متقابل Z2 91
فهرست شکل ها
عنوانصفحه
شکل 2- SEQ شکل_2- * ARABIC 1: آرایه ای از آنتنهای گیرنده6
شکل 2- SEQ شکل_2- * ARABIC 2: مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود فرستندگی9
شکل 2- SEQ شکل_2- * ARABIC 3:مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود گیرندگی10
شکل 3- SEQ شکل_3- * ARABIC 1: سیم نازک به عنوان آنتن گیرنده25
شکل 4- SEQ شکل_4- * ARABIC 1: طرز قرار گرفتن چهار سیم در یک آرایه 31
شکل 4- SEQ شکل_4- * ARABIC 2: توابع زیردامنهای مستطیلی35
شکل 4-3: توابع زیردامنهای مثلثی36
شکل 4- 4: توابع زیردامنهای سینوسی36
شکل 4- 5: فولدد دایپل42
شکل 4- 6: افزودن بار به وسط سیم44
شکل 5- SEQ شکل_5- * ARABIC 1: نمودار یک تابع مفروض برای انتگرالگیری48
شکل 5- SEQ شکل_5- * ARABIC 2:دامنهی یک تابع دوبعدی برای انتگرالگیری49
شکل 5- SEQ شکل_5- * ARABIC 3: نمای Help Form نرم افزار51
شکل 5- SEQ شکل_5- * ARABIC 4. نمای پنجرهی Basic Information نرمافزار52
شکل 5- SEQ شکل_5- * ARABIC 5: نمای پیغام پایان محاسبات54
شکل 5-6: نمای load Results نرمافزار55
شکل 5- 7: نمایی از طریقهی نمایش یک جواب نمونه56
شکل 6- SEQ شکل_6- * ARABIC 1: نحوهی چیدمان آرایهی چهار آنتن یاگی- اودا 59
شکل 6- 2: اندازهی جریان محاسبه شده روی سیمهای آنتن
یاگی- اودا بوسیلهی NEC59
شکل 6- 3: اندازهی جریان محاسبه شده روی سیمهای آنتن یاگی- اودا
بوسیلهی نرمافزار طراحی شده60
شکل 6-4: فاز جریان محاسبه شده روی سیمهای آنتن یاگی- اودا بوسیلهی NEC60
عنوانصفحه
شکل 6-5: فاز جریان محاسبه شده روی سیمهای آنتن یاگی- اودا بوسیلهی
نرمافزار طراحی شده61
شکل 6-6: قسمت حقیقی جریان محاسبه شده روی سیمهای
آنتن یاگی- اودا بوسیلهی NEC62
شکل 6-7: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیمهای آنتن
یاگی- اودا بوسیلهی نرمافزار طراحی شده62
شکل 6-8: قسمت موهومی جریان محاسبه شده روی سیمهای
آنتن یاگی- اودا بوسیلهی NEC63
شکل 6-9: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیمهای آنتن یاگی- اودا
بوسیلهی نرمافزار طراحی شده63
شکل 6 -10: درصد اختلاف ولتاژ در ترمینال دایپل برای N از 5 تا 15065
شکل 6 – 11: درصد اختلاف ولتاژ در تمام نقاط دایپل برای N از 5 تا 15063
شکل 6- 12: برخورد یک جبههموج الکترومغناطیسی با یک آنتن
یاگی- اودا با دو رفلکتور و سه دایرکتور 66
شکل 6- 13: تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیمهای آنتن با تابع پایه پالس و N=80 66
شکل 6- 14: تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیمهای آنتن با تابع پایه مثلثی و N=3067
شکل 6- 15: تخمین اندازه (منحنی بالا) و فاز (منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیمهای آنتن با تابع پایه سینوسی و N=2067
شکل 6- 16: مقایسهی تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان
القا شده روی سیمهای آنتن با سه تابع پایه پالس، مثلثی و سینوسی68
شکل 6- 17: چیدمان چهار فولدد دایپل به فاصلهی λ0.2 از هم69
شکل 6- 18: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در
دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج70
شکل 6- 19: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج70
شکل 6- 20: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج71
شکل 6- 21: چیدمان چهار فولدد دایپل به فاصلهی λ0.3 از هم72
عنوانصفحه
شکل 6- 22: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در
دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج72
شکل 6- 23: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج73
شکل 6- 24: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج73
شکل 6- 25: چیدمان عمودی سه آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ0.2 از هم74
شکل 6- 26: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی
فوق در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج75
شکل 6- 27: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی فوق
در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج در حالت بدون تزویج75
شکل 6- 28: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج76
شکل 6- 29: چیدمان افقی سه آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.5 از هم77
شکل 6- 30: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج77
شکل 6- 31: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در حالت بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج78
شکل 6- 32: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج78
شکل 6- 33: چیدمان عمودی چهار آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.2 از هم79
شکل 6- 34: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج80
شکل 6- 35: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج80
شکل 6- 36: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج81
شکل 6-37: چیدمان افقی چهار آنتن یاگی- اودا به فاصلهی λ 0.5 از هم82
شکل 6-38: تغییر اندازهی ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج82
عنوانصفحه
شکل 6-39: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در حالت بدون تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج83
شکل 6- 40: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویهی ورود جبههموج83
شکل6- 41: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ اندازهگیری شده از ترمینال
برای جبهه موج ورودی از زاویهی 87° 92
شکل6- 42: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با C2 برای
جبهه موج ورودی از زاویهی 87°93
شکل6- 43: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با C4 برای
جبهه موج ورودی از زاویهی 87°94
شکل6- 44: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با ماتریس

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *