بهمن ماه 1390
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
 
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 می­ کند. این نرم افزار یکی از جواب­های معادله­ی انتگرال- دیفرانسیلی ماکسول بنام معادله­ی هالن را حل می­ کند. بعلاوه در این پایان ­نامه، 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[1] معرفی شده است تا جبران­سازی تزویج متقابل بین ولتاژ اندازه ­گیری شده از ترمینال آنتن­ها را انجام دهد و با بهره گرفتن از ولتاژ بدون تزویج بدست آمده، زاویه­ی ورود جبهه­موج با بهره گرفتن از الگوریتم میوزیک[2] 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
 
 
عنوان                                       صفحه
 
فصل اول: مقدمه . 2
 
فصل دوم: آشنایی با رادار پسیو
2-1- مقدمه­ای از رادار پسیو 5
2-2- آنتن­های گیرنده­ی رادار پسیو. 6
2-3-تزویج متقابل در آرایه آنتن­ها 7
2-3-1-تزویج در مد فرستندگی. 8
2-3-1-تزویج در مد گیرندگی 9
2-4- محاسبه­ی امپدانس متقابل و ماتریس کالیبراسیون 10
2-4-1- روش امپدانس متقابل گیرندگی. 10
2-4-2- محاسبه­ی ماتریس کالیبراسیون. 12
 
فصل سوم: بدست آوردن جریان روی سطح آنتن­های سیمی
با بهره گرفتن از روش مومنت
3-1- معادلات انتگرالی ( ). 14
3- 2- توابع گرین 15
3-2-1-خصوصیات تابع گرین. 16
3- 3- توابع پایه و وزن 17
3- 4- حل عددی معادلات الکترومغناطیس . 20
3- 5- الگوریتم­های حل عددی معادلات الکترومغناطیس    20
3- 6- استفاده از روش مومنت برای حل مسائل الکترومغناطیس    21
3- 7- سیم­های نازک به عنوان آنتن گیرنده 22
 
عنوان                                       صفحه
 
3- 7- 1- محاسبه­ی جریان القا شده روی سیم نازک در اثر
جبهه موج برخوردی . 25
3- 7- 2- حل عددی معادله­ی هالن با بهره گرفتن از روش مومنت    27
 
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 آنها 30
4-2- آنتن دوقطبی خم­شده 42
4-3- افزودن بار به مرکز سیم 44
 
فصل پنجم: خصوصیات نرم­افزار و نحوه­ی تهیه­ آن
5-1-پیاده سازی روابط و معادلات نوشته شده­ی فصل چهارم با استفاده
از زبان برنامه­نویسی 47
5-1-1-انتگرال گیری عددی بکمک روش ذوزنقه­ای. 48
5-1-2-حل دستگاه معادلات (4-32) و (4-33). 49
5-2-روش کار و قابلیت نرم افزار 51
5-2-1- مشاهده­ نتایج محاسبات 54
5-2-2- سایر امکانات این پنجره 55
 
فصل ششم: نتایج
6- 1- مقدمه. 58
6- 2– مقایسه­ جواب نرم­افزار با نرم­افزار طراحی شده 58
6- 3– محاسبه­ی خطای محاسبات در نتیجه­ی تابع پایه­ی انتخابی
و تقسیم­بندی سیم انتگرال گیری عددی با بهره گرفتن از روش ذوزنقه­ای 64
6-4- مقایسه­ جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
با بهره گرفتن از سه نوع تابع پایه. 65
6-5- حضور آنتن­ها در آرایه و تاثیر آن بر اندازه و فاز ولتاژ ترمینالشان 68
6-5-1- چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.2 از هم   69
6-5-2- چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.3 از هم  71
6-5-3- سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم در حالت عمودی. 74
عنوان                                       صفحه
 
6-5-4- سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم در حالت افقی. 76
6-5-5- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم در حالت عمودی 79
6-5-6- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم در حالت افقی. 81
6-6- محاسبه­ی زاویه­ی ورود یک جبهه موج به آرایه­ی افقی 4 آنتن یاگی- اودا 84
6-6-1- محاسبه­ی زاویه ورود جبهه­موج. 91
6-6-1-1- استفاده از الگوریتم میوزیک برای تخمین زاویه   91
6-6-1-2- تخمین زاویه بکمک الگوریتم میوزیک و ماتریس­های و 92
6-7- نتایج 100
6-8- پیشنهادات 101
 
 
فهرست منابع و مأخذ. 102
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول ها
 
 
عنوان                                       صفحه
 
جدول6-1: اختلاف فاز ولتاژترمینال­ها محاسبه شده از 63
جدول6-2: اختلاف فاز ولتاژترمینال­ها محاسبه شده از نرم­افزاز طراحی شده. 64
جدول 6- 3: اندازه­ درایه­های ماتریس 85
جدول 6- 4: فاز درایه­های ماتریس . 85
جدول 6- 5: اندازه­ درایه­های ماتریس . 86
جدول 6- 6: فاز درایه­های ماتریس . 86
جدول 6- 7: اندازه­ درایه­های ماتریس . 86
جدول 6- 8: فاز درایه­های ماتریس . 86
جدول 6- 9: اندازه­ درایه­های ماتریس . 87
جدول 6- 10: فاز درایه­های ماتریس 87
جدول 6- 11: اندازه­ درایه­های ماتریس 87
جدول 6- 12: فاز درایه­های ماتریس 87
جدول 6- 13: اندازه­ درایه­های ماتریس . 87
جدول 6- 14: فاز درایه­های ماتریس 88
جدول 6- 15: اندازه­ درایه­های ماتریس 88
جدول 6- 16: فاز درایه­های ماتریس 82
جدول 6- 17: اندازه­ درایه­های ماتریس 88
جدول 6- 18: فاز درایه­های ماتریس 89
جدول 6- 19. اندازه­ درایه­های ماتریس 89
جدول 6- 20: فاز درایه­های ماتریس 89
جدول 6- 21: اندازه­ درایه­های ماتریس . 89
جدول 6- 22: فاز درایه­های ماتریس . 90
جدول 6- 23: اندازه­ درایه­های ماتریس . 90
 
عنوان                                       صفحه
 
جدول 6- 24: فاز درایه­های ماتریس . 90
جدول 6- 25:. اندازه­ درایه­های ماتریس امپدانس متقابل   90
جدول 6- 26: فاز درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
جدول 6- 27: اندازه­ درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
جدول 6- 28: فاز درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل ها
 
 
عنوان                                       صفحه
 
شکل 2- 1: آرایه ای از آنتن­های گیرنده. 6
شکل 2- 2: مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود فرستندگی   9
شکل 2- 3:مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود گیرندگی 10
شکل 3- 1: سیم نازک به عنوان آنتن گیرنده. 25
شکل 4- 1: طرز قرار گرفتن چهار سیم در یک آرایه 31
شکل 4- 2: توابع زیردامنه­ای مستطیلی 35
شکل 4-3: توابع زیردامنه­ای مثلثی 36
شکل 4- 4: توابع زیردامنه­ای سینوسی 36
شکل 4- 5: فولدد دایپل. 42
شکل 4- 6: افزودن بار به وسط سیم 44
شکل 5- 1: نمودار یک تابع مفروض برای انتگرال­گیری 48
شکل 5- 2:دامنه­ی یک تابع دوبعدی برای انتگرال­گیری 49
شکل 5- 3: نمای Help Form نرم افزار. 51
شکل 5- 4. نمای پنجره­ی Basic Information نرم­افزار. 52
شکل 5- 5: نمای پیغام پایان محاسبات 54
شکل 5-6: نمای load Results نرم­افزار. 55
شکل 5- 7: نمایی از طریقه­ی نمایش یک جواب نمونه 56
شکل 6- 1: نحوه­ی چیدمان آرایه­ی چهار آنتن یاگی- اودا 59
شکل 6- 2: اندازه­ جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن
یاگی- اودا بوسیله­ی . 59
شکل 6- 3: اندازه­ جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده 60
شکل 6-4: فاز جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی . 60
عنوان                                       صفحه
 
شکل 6-5: فاز جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی
نرم­افزار طراحی شده. 61
شکل 6-6: قسمت حقیقی جریان محاسبه شده روی سیم­های
آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی 62
شکل 6-7: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیم­های آنتن
یاگی- اودا بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده. 62
شکل 6-8: قسمت موهومی جریان محاسبه شده روی سیم­های
آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی 63
شکل 6-9: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده 63
شکل 6 -10: درصد اختلاف ولتاژ در ترمینال دایپل برای N از 5 تا 150 65
شکل 6 – 11: درصد اختلاف ولتاژ در تمام نقاط دایپل برای N از 5 تا 150. 63
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