دیده بان

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 هزینه‌های کاربرد خطوط انتقال بیشتر می?شود و در نتیجه استفاده از آنتنها ارجحیت می یابد]1[.

در حدود سالهای 1920 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 مگنی‌ترون 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 سیستم‌های رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهای مدرن مانند آنتنهای بشقابی (منعکس کننده) عدسی‌ها و آنتنهای شکافی موجبری شد]1[.

امروزه گستره وسیعی از انواع مختلف آنتنها در مخابرات سیار و سیستمهای بی?سیم در حال استفاده اند و کماکان رقابت در زمینه کوچک کردن ابعاد آنتنها و بهینه کردن مشخصات تشعشعی آنها ادامه دارد. در این بخش به‌طور خلاصه به مرور اصول، تعاریف مشخصات تشعشعی آنتنها پرداخته شده است.

فهرست مطالب

عنوان                                                                     صفحه

I چکیده………………………………………………………………….

 فهرست مطالب………………………………………………… II

 فرهنگ اختصارات……………………………………………………. IV

 فهرست اشکال………………………………………………… 1

 فصل 1  مشخصات تشعشعی یک آنتن………………………………………. 5

1-1) مقدمه …………………………………… …………………………………… 5

1-2) تقسیم بندی نواحی اطراف یک آنتن ………… …………………………5

1-3) شدت تشعشعی آنتن…………………. …………………………………..6

1-4) نمودارهای تشعشعی……………………… ………………………………7

.10 HPBW 1-5) پهنای تابه نیم توان

یک آنتن ……..11VSWR 1-6) پهنای باند فرکانسی و

1-7) بهره جهتی آنتن ………………. …………………………….12

1-8) سمتگرایی …………. ………………………………………..13

1-9) بازده تشعشعی آنتن ………………… …………………..13

) ………. ……………………………13g 1-10) بهره یا گین آنتن (

1-11) امپدانس ورودی 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 چیست ؟ …………………………………17

2-3) آنتن F معکوس و عملکرد یک آنتن تلفن همراه ………….18

2-4) شاسی در گوشی موبایل  ………………………………..21

2-5) آنتنهای سیمی……………………………………………….22

2-6) موقعیت آنتن در موبایل………………………………..24

2-7) حجم آنتن…………………………………………………27

2-8) انواع کلاسهای آنتنهای موبایل……………………..29

فصل 3 – توصیف کیفی و تحلیل عملکرد آنتن PIFA ………….34

3-1) مقدمه………………………….34

3-2) تغییرات پورت زمین  و تاثیر آن روی آنتن PIFA در گوشی موبایل……. …..34

3-3) تحلیل آنتن PIFA  با استفاده از مدل های معادل …………… …………..41

3-4 ) روش تحلیل عملکرد آنتن PIFA در این پژوهش…………………43

3-5) شبیه سازی یک آنتن مونوپل به کمک نرم افزار HFSS ……………44

فصل 4 –  نحوه طراحی آنتن PIFA در این تحقیق……………………..48

4-1) مقدمه…………………………………………48

4-2) طراحی اولیه آنتن………………………48

4-3) تبدیل آنتن PIFA   تک باند به دو باند………………53

4-4) بهینه سازی آنتن طراحی شده……………….55

4-5)جمع بندی……………………………….66

فهرست اشکال

 فصل اول – مشخصات تشعشعی یک آنتن

 شکل1-1 نواحی اطراف یک آنتن.. 5

شکل1-2 میدانها در فاصله دور و نزدیک آنتن.. 6

شکل1-3  عنصر زاویه فضایی.. 7

شکل1-4  نمودار قطبی پرتو تشعشعی  صفحه H.. 8

شکل1-5 نمودار سه بعدی پرتو تشعشعی.. 8

شکل1-6 یک نمونه نمودار قطبی پرتو توان. 9

شکل1-7 ضریب پرتو یک منبع خطی یکنواخت. 10

شکل1-8  الف)قطبش خطی افقی  ب)قطبش خطی قائم پ)قطبش دایروی راستگرد ت)قطبش دایروی چپگرد

     ج) قطبش بیضوی چپگرد ث) قطبش بیضوی راستگرد……………………………………………………………………….15

فصل دوم-  آنتن های تلفن همراه

 شکل 2-1 آنتنهای قرار گرفته روی زمین.. 19

شکل 2-2 انواع آنتن های L وارون. 19

شکل2-3 شبیه سازی الگوی تشعشعی  و میدان E یک گوشی تلفن نوعی در فرکانس MHz 900. 20

شکل2-4 شبیه سازی الگوی تشعشعی  و میدان E یک گوشی تلفن نوعی در فرکانس MHz 1800. 21

شکل2-5 (الف) آنتن مونو پل (ب) آنتن  Lوارون  (ج) آنتن  Fوارون. 22

شکل 2-6 شکل اولیه آنتن  Fوارون مسطح.. 23

شکل2-7 انواع موقغیت آنتن در گوشی تلفن همراه 25

شکل 2-8  انواع موقعیت آنتن روی گوشی های کشویی.. 26

شکل 2-9 رابطه میان طول شاسی آنتن و پهنای باند در فرکانس MHz1850. 27

شکل2-10 رابطه میان طول آنتن و پهنای باند در فرکانس MHz890. 28

شکل 2-11 رابطه میان طول آنتن و پهنای باند در فرکانس MHz1850. 28

شکل 2-12 (الف)دو قطبی (ب) دو قطبی تا شده (ج) حلقه. 29

شکل 2-13  نمونه ای از یک آنتن شلاقی……………………..30

شکل 2-14  نمونه هایی از آنتن پیچشی قرار گرفته در گوشی تلفن همراه…….30

شکل 2-15 یک نمونه آنتن درونی تک باند………………..31

شکل 2-16 (الف) تشعشع کننده باند بالا  (ب) تشعشع کننده باند پایین (ج) مونوپل. 31

شکل 2-17  نمایی از یک نمونه آنتن مرکب………………..32

 فصل سوم – توصیف کیفی و تحلیل عملکرد آنتن PIFA

 شکل 3-1 (الف) صفحه زمین متعارف (ب) صفحه زمین اصلاح شده (تمام ابعاد به میلیمتر است ) 34

شکل 3-2 آنتنPIFA دو باند(الف)صفحه زمین متداول (ب) صفحه زمین اصلاح شده(تمام ابعاد به میلیمتر است) 36

شکل 3-3 VSWR  اندازه گیری شده و محاسبه شده بر حسب فرکانس برای آنتن PIFA تک باند (الف)روی صفحه زمین متداول (ب) روی صفحه زمین اصلاح شده 37

شکل 3-4 الگوی تشعشعی محاسبه شده آنتن PIFAتک باند در فرکانس MHz910 (الف) صفحه زمین متداول (ب) صفحه زمین اصلاح شده 38

شکل 3-5  نمودار VSWR آنتن دو باند(الف) باند MHz900 (ب) باند 1800MHz. 40

شکل 3-6  الگوی تشعشعی محاسبه شده برای آنتن دو باند در فرکانس MHz 1920 (الف)صفحه زمین متداول (ب) صفحه زمین اصلاح شده 41

شکل 3-7 نمای کناری آنتن PIFA. 41

شکل 3-8  مدل خط انتقال برای آنتن PIFA. 42

شکل 3-9  (الف) نتایج شبیه سازی (ب)نتایج مدل خط انتقال. 43

شکل 3-10 نمای کلی یک آنتن مونوپل ساده 44

شکل 3-11  نمودارVSWR آنتن طراحی شده. 45

شکل3-12 نمودارre (Z) آنتن طراحی شده . 45

شکل 3-13 نمودار الگوی تشعشعی آنتن به ازای phi=0 . 46

شکل 3-14 پرتو تشعشعی آنتن بصورت سه بعدی در فرکانس MHZ900. 46

 فصل چهارم –  نحوه طراحی آنتن PIFA در این تحقیق

 شکل 4-1  نمایی از آنتن PIFA اولیه طراحی شده 49

شکل 4-2  نحوه اتصال آنتن به جعبه گوشی تلفن همراه 49

شکل 4-3 نمودار Im(Z) در اطراف فرکانس MHZ900. 50

شکل 4-4  نمودار Im(Z) در اطراف فرکانس MHZ900. 51

شکل 4-5 نمودار Im(Z) در اطراف فرکانس MHZ900. 51

شکل 4-6 نمودار Im(Z) در اطراف فرکانس MHZ900. 52

شکل 4-7  نمودار  VSWR در باند MHZ 900. 52

شکل 4-8 نمایی از آنتن در صفحه X-Y. 53

شکل 4-9 نمایش گرافیکی میدان E در باند 900MHZ. 54

شکل 4-10 نمایش گرافیکی میدان E در باند 1800MHZ. 54

شکل 4-11  نمودار VSWR نسبت به تغییر در ارتفاع آنتن.. 55

شکل 4-12  نمودار VSWR نسبت به تغییر در محل تغذیه روی باند 1800MHZ و 900MHZ. 56

شکل 4-13  نمودار VSWR  نسبت به تغییر در فاصله بین دو شکاف روی باند 1800MHZ. 57

شکل4-14  نمودار VSWR  نسبت به تغییرات فاصله دو شکاف نسبت به منبع با حفظ فاصله بین دو شکاف روی باند 1800MHZ. 57

شکل 4-15  نمودار VSWR آنتن به ازای مقادیر مختلف پهنای اتصال کوتاه در باند MHz900…………………..58

شکل 4-16  نمودار VSWR آنتن به ازای مقادیر مختلف پهنای اتصال کوتاه در باند MHz1800………………….58

شکل 4-17 نمای کلی از آنتن طرا حی شده…….. 59

شکل 4-18  نمایی از آنتن در صفحه X-Y…………….. 59

شکل 4-19  نمایی از آنتن در صفحه Z-X. 60

شکل 4-20  نمایی از آنتن در صفحه Z-Y. 60

شکل 4-21 آنتن طراحی شده در حضور جعبه رسانا 61

شکل  4-22  VSWR  آنتن قبل از اضافه شدن جعبه رسانا در باند 900MHz. 61

شکل 4-23  VSWR  آنتن قبل از اضافه شدن جعبه رسانا در باند MHz1800. 62

شکل  4-24  VSWR  آنتن بعد از اضافه شدن جعبه رسانا در باند MHz900. 62

شکل  4-25  VSWR  آنتن بعد از اضافه شدن جعبه رسانا در باند MHz1800…………….62

شکل 4-26  نمودار تشعشعی آنتن به dB در فضای آزاد به ازای phi=90  قبل از اضافه شدن جعبه رسانا( نرمالیزه نشده)………..64

شکل 4-27  نمودار تشعشعی آنتن به dB در فضای آزاد به ازای phi=90  بعد از اضافه شدن جعبه رسانا( نرمالیزه نشده)……..64

شکل 4-28  نمودار تشعشعی آنتن به صورت سه بعدی در فرکانس MHZ 900………..65

شکل 4-29 نمودار تشعشعی آنتن به صورت سه بعدی در فرکانس MHZ 1800 ………65

دانلود فایل

مقدمه

در  فصل اول ابتدا در مورد ضرورت جبران سازی بطور خلاصه بحث می شود . سپس به مفهوم توان راکتیو و اهمیت کنترل که شامل اصلاح ضریب توان و تنظیم ولتاژ در سیستم تکفاز بوده پرداخته و در آخر در مورد ضرورت جبران راکتیو قابل تنظیم بحث می گردد .

 1-1 ضرورت جبران سازی

در یک سیستم قدرت الکتریکی ac ایده آل ، ولتاژ و فرکانس در هر نقطه تغذیه ثابت و عاری از هارمونیک و ضریب توان واحد خواهد بود . مخصوصاً این پارامترها مستقل از اندازه و مشخصات بارهای مصرفی خواهند بود . در یک سیستم ایده آل ، هر بار مصرفی طوری طراحی می شود که به جای آنکه در یک محدوده وسیعی از ولتاژ غیر قابل پیش بینی رفتار و عملکرد مناسبی داشته باشد ، در یک ولتاژ معین تغذیه بهترین عملکرد را داشته باشد . به علاوه ، تداخلی بین بارهای مختلف که می تواند از تغییرات جریان هر بار ناشی شود ، وجود نداشته باشد . از کیفیت تغذیه  ،بر حسب اینکه چگونه ولتاژ وفرکانس در نقطه  تغذیه  تقریباً  ثابت است و چگونه  ضریب  توان  به  یک نزدیک است ، میتوان  تصوری  داشت .

تعریف ) کیفیت تغذیه ( در عبارت  عددی مشخص کردن  میانگین حداکثر  تغییرات ) کیفیت تغذیه ( تصور منظور شود . تعریف مقدار موثر  ولتاژ در  یک فاصله زمانی است . این  مشخص کردن میتواند با استفاده از مفاهیم آماری با دقت بیشتری انجام گیرد و این روش مخصوصًا در مواردی که تغییرات ولتاژ به طور سریع انجام میگیرد)   مثلا” در تغذیه کوره های الکتریکی(مفید خواهد بود .

فصل اول :مقدمه
1-1- ضرورت جبران سازی………………………………………………… 2
1-2- اهداف در جبران بار …………………………………………………….2
1-3- جبران کننده ایده ال…………………………………………………………4
1-4- بارهائیکه به جبران سازی نیاز دارند…………………………………………5
1-5- استاندارد های مورد قبول برای کیفیت تغذیه…………………………………. 7
1-6- مشخصات یک جبران کننده بار…………………………………………….8
1-7- مفهوم توان راکتیو………………………………………….10
1-8- اهمیت کنترل توان راکتیو…………………………………………….12
1-9- تئوری اساسی جبران………………………………………….13
10-1- ضریب توان و اصلاح آن……………………………………………13
1-11-تنظیم ولتاژ………………………………………………… 17
1-12- ضرورت جبران راکتیو قابل تنظیم………………………………22
1-13- جبران کننده های پسیو……………………………………..23
1-4-1 راکتورهای شنت………………………………………………..24
1-51-خازنهای شنت……………………………………………. 27
1-16- کاربرد در سیستم انتقال…………………………………………29
1-17- خازنهای سری……………………………………………………..31
1-81- کاربرد درفیدر های توزیع………………………………………. 31
1-19- کاربرد در سیستم انتقال EHV…………………………………………………..31
1-20- جبران کننده های اکتیو……………………………………………………………………35
1-21- مشخصات جبران کنند ه های استاتیک………………………………………………… 36
1-22- انواع اصلی جبران کننده استاتیکی……………………………………………………..38
1-23- کندانسورهای سنکرون………………………………………………41

فصل دوم :آشنایی با کیفیت توان در شبکه های توزیع
2-1- مقدمه ای بر کیفیت توان………………………………… 44
.2-2- تعریف کیفیت برق………………………………………47
2-3- اصطلاحات وتعاریف…………………………………………………48
2-4- پدیده های مهم و موثر در کیفیت برق………………………………..49
2-5- حدود مجاز پدیده های کیفیت برق و توصیه های اجرایی برای شرکت های برق ………….57
2-6 حد مجاز عدم تعادل جریان برای هر مشترک ……………………..61

فصل سوم :نقش ادوات FACTS در شبکه های توزیع
3-1- ادوات FACTS…………………………………..64
3-2- مزایای ادوات FACTS………………………………………………………..69
3-3- ادوات CUSTOM POWER……………………………………70

فصل چهارم : مطالعه و بررسی DSTATCOM
4-1-  جبران ساز استاتیکی توزیع DSTATCOM……………………………………114
4-2- بهبود کیفیت توان با استفاده از DSTATCOM و سیستم ذخیره انرژی………………….. 116
4-3-4مناطق استفاده……………………………………………………………………..117
4-4 جبرانسازی بار با DSTATCOM در شبکه های acضعیف……………………………… 187
4-5- ارزیابی راندمانDSTATCOM…………………………………………………….120
4-6-  DSTATCOM   برای منابع غیر سخت…………………………………122
4-7- مد استاندارد……………………………………………………………. 125
4-8- ترکیب کنترلرهای سری و موازی……………………………………………. 129
4-9- نمونه هایی از کاربرد انواع بهینه سازهای برق :……………………………..132

فصل پنجم: شبیه سازی DSTATCOM  در یک شبکه توزیع نمونه
5-1-  مقدمه…………………………………………………………….137
5-2-  بررسی سیستم DSTATCOM……………………………………………..137
5-3- توصیف عملکرد   DStatcom…………………………………………..139
5-4-  مزایای DStatcom…………………………………….142
5-5- شبیه سازی…………………………………………………142
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات با ارائه منحنی
6-1 مقدمه………………………………………………………150
6-2 نتایج شبیه سازی در شبکه توزیع:. …………………….154
مراجع…………………………………………………………….164

                                        فهرست اشکال

عنوان                                                                                  صفحه

شکل 1-1 ……………………………………………………… 7

شکل 1-2…………………………………………………….. 14

شکل1-3…………………………………………………………. 18

شکل1-4…………………………………………………………. 25

شکل 1-5 …………………………………………………….. 25

شکل1-6 ……………………………………………………… 26

شکل1-7…………………………………………………………. 27

شکل1-8……………………………………………………….. 30

شکل1-9 ………………………………………………………….. 30

شکل1-10…………………………………………………………… 35

شکل 1-11 ………………………………………………………….. 36

شکل 1-12…………………………………………………………………. 36

شکل 1-13………………………………………………………………… 39

شکل1-14……………………………………………………………. 40

شکل2-1…………………………………………………………. 55

شکل3-1 ………………………………………………………….. 65

شکل3-2…………………………………………………………………. 66

شکل3-3………………………………………………………………. 66

شکل3-4………………………………………………………….. 66

شکل3-5………………………………………………………….. 67

شکل3-6…………………………………………………………………. 69

شکل3-7…………………………………………………………………. 72

شکل3-8……………………………………………………………. 72

شکل4-1……………………………………………………………. 126

شکل4-2………………………………………………………….. 132

شکل5-1 ………………………………………………………. 141

شکل6-1…………………………………………………….. 154

شکل6-2………………………………………………………. 155

شکل6-3…………………………………………………………….. 156

شکل6-4…………………………………………………………….. 157

شکل6-5………………………………………………………………. 160

دانلود فایل