آنتن ها در شبکه های بی سیم

اهمیت انجام تحقیق:

با توجه به پیشرفت روز افزون تکنولوژی ارتباطات و البته ارتباطات بی سیم، درجه اهمیت شبکه ها، به ویژه شبکه های بی سیم برای عموم و البته دانشگاهیان پر واضح است. اما مطلب مورد بحث درباره  اهمیت انجام این تحقیق، میزان کارایی نتیجه  این پژوهش در مسیر رشد و تعالی نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران است، که در این مقال بایستی به آن پرداخته شود.

همانطور که می دانید شبکه  پدافند هوایی کشور C3 از زمان شهید بزرگوارسر لشکر منصور ستاری در مسیر تمرکز و هماهنگی بهینه و در واقع نهادینه کردن سیستم C4I و ورود کامپیوتر به این عرصه، قرار گرفته است. در این راستا بر آن شدیم، که با مطالعه در مورد شبکه های کامپیوتری و ملزومات آنها بستری جهت آمادگی هر چه بیشتر خود و نیز خوانندگان محترم فراهم آوریم؛ که به توسعه و پیشرفت  در شبکه  پدافند هوایی کشور در آتیه  نزدیک انجامد. (ان شاء ا… ) زیرا که معتقدیم دست یابی به هر تکنولوژی و پیشرفت در آن، منوط به شناخت پایه ای و بنیادی آن تکنولوژی می باشد. در این بین با توجه به گستردگی قلمرو فضایی کشور و مخارج عظیم ارتباطات باسیم، تکنولوژی شبکه های بی سیم از ملزومات این امر به نظر می رسد؛ که ما سعی کرده ایم به معرفی آنها بپردازیم امید که مقبول حق و مطلوب نظر خوانندگان قرار گیرد.

روش انجام تحقیق :

با توجه به اینکه در این پایان نامه به شناخت کلی شبکه های بی سیم و نیز تجزیه وتحلیل ملزومات آنها از جمله آنتن های قابل استفاده در آنها پرداخته شده است، برای انجام این تحقیق از روش موردی و زمینه ای بهره گرفته شده است؛ که نتیجه می گیریم این تحقیق در سطحی میانی از لحاظ سطح بندی تحقیقات، قرار گرفته است و دیدی بین حال نگر و آینده نگر از نظر زمانی،بر مساله دارد.

جامعه آماری در این مسیر اساتید محترم دانشکده مهندسی کنترل و نیز دانشکده مهندسی  برق  بوده اند.  محیط پژوهش کتابخانه دانشکده های برق و کامپیوتر و نیز کتابخانه دانشکده برق دانشگاه صنعتی  امیر کبیر و نیز کتابخانه  مرکزی دانشگاه های صنعتی شریف و تربیت مدرس بوده است.

روش گردآوری اطلاعات نیز بر پایه  ترجمه   متون انگلیسی از کتاب های جدید منتشر شده در این زمینه و نیز نمونه برداری از میان پایان نامه های دانشجویان دانشگاه های یادشده بوده است.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

پیشگفتار                                                                                               ۱

فصل اول                                                                                                                    ۳

طرح تحقیق                                                                                                                 ۳

تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق                                                        ۴

اهمیت انجام تحقیق                                                                                  ۶

اهداف کلی تحقیق                                                                                    ۶

هدف های ویژه  تحقیق                                                                               ۶

روش انجام تحقیق                                                                                     ۷

فصل دوم                                                                                             ۸

مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن                                                                  ۸

۲_۱: تاریخچه                                                                                         ۹

۲_۲: انواع آنتن ها از نظر کاربرد                                                                              ۱۱

الف) آنتن هرتز                                                                                        ۱۱

ب) آنتن مارکنی                                                                                       ۱۱

پ) آنتن شلاقی                                                                                                 ۱۲

ت ) آنتن لوزی ( روبیک)                                                                             ۱۲

ث) آنتن V معکوس                                                                                  ۱۲

ج) آنتن ماکروویو                                                                                      ۱۳

چ) آنتن آستینی                                                                                                ۱۶

ح) آنتن حلزونی                                                                                       ۱۶

ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA                                               ۱۷

۲-۳ : پارامترهای آنتن                                                                                ۱۸

نمودار پرتو افکنی آنتن ها                                                                            ۱۸

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی                                                         ۱۸

نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی                                                             ۱۹

نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین                                               ۲۲

نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده                                                                   ۲۲

جهت دهندگی آنتن ها                                                                               ۲۳

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان                                                                 ۲۳

شعاع های فرعی آنتن ها                                                                                       ۲۴

مقاومت پرتو افکنی  آنتن                                                                                      ۲۵

امپدانس ورودی آنتن                                                                                 ۲۵

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها                                                                  ۲۶

طول موثر آنتن                                                                                        ۲۷

پهنای نوار فرکانس آنتن ها                                                                           ۲۷

پلاریزاسیون آنتن ها                                                                                  ۲۸

پلاریزاسیون خطی                                                                                     ۲۹

پلاریزاسیون دایره ای                                                                                           ۳۰

پلاریزاسیون بیضوی                                                                                   ۳۰

ساختمان مکانیکی آنتن ها                                                                           ۳۱

اندازه آنتن                                                                                             ۳۱

نصب آنتن ها                                                                                          ۳۱

خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها                                                      ۳۲

رسانا  و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها                                              ۳۳

محافظت آنتن در برابر عوامل جوی                                                                  ۳۴

فصل سوم                                                                                                                  ۳۵

شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم                                                       ۳۵

۲-۱:سخت افزار شبکه                                                                                ۳۶

۲-۱-۱: شبکه های ﭘخشی(broadcast network)                                            ۳۷

۲-۱-۲: شبکه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                               ۳۷

۲-۱-۳:شبکه های شخصی (personal area network)                                              ۳۷

۲-۱-۴:شبکه های محلی (local area network)                                             ۳۷

۲-۱-۵:شبکة شهری(Mtropolitan  Area Network)                                              ۳۹

۲-۱-۶:شبکة گسترده (Wide Area Network)                                              ۳۹

۲-۱-۷:شبکة بی سیم (wireless network)                                                   ۴۱

۲-۱-۸:شبکة شبکه ها (internetwork)                                                                  ۴۲

۲-۲: نرم افزار شبکه                                                                                  ۴۲

۲-۲-۱:لایة فیزیکی (Physical layer)                                                          ۴۶

۲-۲-۲: زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                                  ۴۶

۲-۲-۳:لایة شبکه                                                                                     ۴۷

۲-۲-۴:لایة انتقال(Transport layer)                                                          ۴۷

۲-۲-۵:لایة کاربرد (Application layer)                                                      ۴۷

۲-۳: شبکه های محلی بی سیم (۸۰۲٫۱۱)                                                         ۴۸

۲-۳-۱: ﭘشتة ﭘروتکل ۸۰۲٫۱۱                                                                       ۴۹

۲-۳-۲: لایة فیزیکی در ۸۰۲٫۱۱                                                                              ۴۹

۲-۴: شبکه های بی سیم باند گسترده                                                              ۵۱

۲-۴-۱: لایة فیزیکی در ۸۰۲٫۱۶                                                                              ۵۲

فصل چهارم                                                                                                               ۵۵

آنتن های هوشمند                                                                                                      ۵۵

 بخش اول                                                                                                                    ۵۶

آنتن های هوشمند در شبکه های بی سیم                                                       ۵۶

تداخل هم کانال                                                                                       ۵۷

اثرات محوشدگی                                                                                                ۵۷

۴_الف_۱: جوانب تکنولوژی سیستم آنتن هوشمند                                                        ۶۰

۴- الف – ۲: مدلهای کانال                                                                            ۶۲

۴-الف-۲-۱:مدل لی Lee s Model                                                              ۶۲

۴-الف- ۲-۲: A Model of Discreteiy Didposed , Uniform set Of Evenly

Spread scatterers                                                                              ۶۳

۴- الف-۲-۳: مدل ماکروسل (Macro cell Model)                                           ۶۴

۴-الف-۲-۴: مدل باند عریض میکروسل (Macrocell Wide Band Model)             ۶۵

۳-الف-۲-۵: Gaussian Wide – sene stionary ,uncorrelated scattering

(GWSSUS)model                                                                              ۶۵

۳-الف-۲-۶: مدل زاویه دریافت گاوسی (Gaussian angle of)                              ۶۶

۴-الف-۲-۷-: مدل کانال با بردار متغیر زمانی (Time –varying-vector channel model)

4-الف-۲-۸: مدل شهری واقعی(typical urban (tu/model))                                       ۶۷

۴-الف-۲-۹: مدل شهری بد(Bad urban (Bu) model)                                     ۶۸

۴_الف_۳:آرایه های هوشمند:آنتن و بهره های مختلف                                           ۶۸

انواع آنتن های هوشمند                                                                              ۷۰

۴-الف-۴:ردیابی وتکنیک های بیم آرایه سوئیچ شده                                              ۷۴

۴-الف –۵: راهبردهای شکل دهی بیم ثابت                                                        ۷۵

۴- الف – ۶: پردازش آرایه از طریق شکل دهی بیم                                                         ۷۶

۴ الف ۶- ۱: الگوریتم های پایه شکل دهی سیگنال                                               ۷۷

۴- الف-۶-۲: ترکیب های آرایه ای تنظیمی                                                        ۸۰

 ۴-الف –۶-۳: ترکیب آرایه پرتو سوئیچ شده                                                      ۸۱

مثال ۱-۴                                                                                              ۸۵

۴-الف-۷: نکات نتیجه گیری شده                                                                             ۸۸

بخش دوم                                                                                                                     ۸۹

آنتن های آرایه فازی                                                                                                    ۸۹

۴-ب-۱:تاریخچه                                                                                       ۸۹

۴-ب-۲: انواع آرایه ها                                                                                ۸۹

۴-ب-۲-۱: آرایه های خطی (Linear Array)                                                  ۹۰

۴-ب-۲-۲:آرایه های مسطح (Planar Array)                                                  ۹۰

۴-ب-۳: ویژگی های آرایه فازی                                                                     ۹۲

۴-ب-۳-۱: تکنولوژی شیفت دهنده فاز                                                             ۹۲

۴-ب-۳-۲:تکنولوژی شیفت دهنده فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر                                 ۹۳

فصل پنجم                                                                                                                  ۹۵

نتیجه و ﭘیشنهاد                                                                                                            ۹۶

منابع                                                                                                    ۹۷

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                        صفحه

شکل۲٫۱:آنتنVمعکوس                                                                                      ۱۲

 شکل ۲٫۲ : آنتن های بوقی مستطیلی. الف- بوق قطاعی صفحه H ؛ ب – بوق قطاعی صفحه

 E ؛ ج- بوق هرمی.                                                                                                      ۱۴

شکل ۲٫۳ :  الف- آنتن دو مخروطی نا محدود ؛ ب- آنتن دو مخروطی محدود                             ۱۵

شکل۲٫۴: الف- پرتو تشعشعی یک آنتن دو مخروطی نامحدود ؛ ب- آنتن دیسک و مخروط      ۱۶

شکل ۲٫۵ : آنتن حلزونی                                                                                      ۱۷

شکل ۲٫۶: دستگاه مختصات کروی                                                                   ۱۹

شکل۲٫۷ : نمونه نمودار پرتو افکنی سه بعدی                                                      ۲۰

شکل ۲٫۸: نمودار پرتو افکنی میدان الکتریکی یک آنتن.                                          ۲۱

شکل۲٫۹: ترتیب آنتن ها در تعیین نمودار پرتو افکنی                                                   ۲۲

شکل ۲٫۱۰: نمودار پرتو افکنی یک آنتن عملی.                                                           ۲۴

شکل۲٫۱۱: مدار معادل آنتن از نظر پرتو و تلفات                                                         ۲۶

شکل۲٫۱۲: آنتن متصل به بار و مدار معادل تونن آن؛ الف: آنتن        ب: مدار معادل             ۲۶

شکل۲٫۱۳:آنتن خطی به طول                                                                               ۲۷

شکل۲٫۱۴: وضعیت آنتن فرکانس ۳۰ کیلو هرتز                                                         ۳۲

شکل ۱،۳: لایه ها و پروتکل ها و واسطه ها                                                                ۴۴

شکل ۳,۲:انتقال اطلاعات در یک شبکه ۵ لایه                                                            ۴۵

شکل ۳،۳: پشته پروتکل ۸۰۲٫۱۱                                                                           ۴۹

شکل۳,۴:پشته پروتکلی۱۶,۸۰۲                                                                     ۵۱

شکل۳,۵: محیط انتقال در ۸۰۲٫۱۶٫                                                                        ۵۲

شکل ۳,۶: فریم ها و برش های زمانی در روش) TDD(Time Division Duplexing     ۵۴

شکل ۴٫۱: مدل لی (ES انتشار دهنده موثر ؛ MU: ایستگاه پایه ؛ AE عنصر آرایه)             ۶۳

شکل ۴٫۲: یک مجموعه ای انتشار دهنده های یکسان که بطور یکنواخت و مجزا

 از هم قرار گرفته اند.(ES: انتشار دهنده های موثر، BS: ایستگاه مرکزی)                          ۶۴

شکل۴٫۳: مدل میکروسل یک کانال بی سیم (BS: ایستگاه مرکزی , MU: واحد متحرک)      ۶۵

شکل ۴٫۴: کانال بی سیم مدل باند عریض محیط میکروسل:

 (MU, BS منطقه بیضی هستند)                                                                         ۶۵

شکل ۴٫۵: مدل کانال بی سیم روی یک پرتو دلخواه از انتشار دهنده های بنا نهاده شده است.

 هر انتشار دهنده یک دسته ای ازانتشار دهنده های کوچکتر است.                                   ۶۶

شکل ۴٫۶: مدل زاویه دریافت گاوسی ویژه یک پرتو یک واحد انتشار دهنده ها:

 انتشار یک سیگنال واحد اصلی است.                                                                      ۶۶

شکل ۴٫۷: مدلRay leighمربوط به محیط همزیستی انتشار دهنده های محلی

 (local scatterer) و انتشاردهنده های اصلی.                                                         ۶۷

شکل ۴٫۸:محیط کانال سمتی شهری بد با یک جفت از پرتوهای اولیه و ثانویه                     ۶۸

شکل۴٫۹: طرح ترکیبی اختلافها به صورت انتخابی بر مبنای بیشترین SNR خروجی

 پایه ریزی شده است.                                                                                          ۶۹

شکل ۴٫۱۰: روش ترکیب بر مبنای بیشترین درصدSNR                                               ۶۹

شکل ۴٫۱۱: طرح ترکیب بر مبنای بهره مساوی: خروجی مطابق با جمع هم فازها

از سیگنال های شاخه آرایه می باشد.                                                                       ۷۰

شکل۴٫۱۲: ترکیب آنتن هوشمند و بخشهای کنترل سیگنال مربوطه.                                ۷۲

شکل ۴٫۱۳: مثالی از یک ماتریس Blass: یک ساختار سه عنصره جهت

 تولید سیم کناری عریض. ماتریس                                                                          ۷۵

شکل ۱۴،۴: تکنیک های شکل دهی بیم؛

 (a): روش پایه باند (b).DOA/los: استراتژی مشخص طراحی.                                     ۷۷

شکل ۴٫۱۵: بیم های مستقیم برای یک آنتن هوشمند                                                  ۸۰

شکل ۴٫۱۶: ترکیب آرایه سازگار: (a) مدل Applebaum  (b) مدل widrow                  ۸۱

شکل ۴٫۱۷: یک پایه دو بیم ماتریس .Butler BMP#1): بیم شکل یافته با پورت ورودی#۱) ۸۲

شکل:۴٫۱۸ هیبرید چهار گانه ابتدایی ناشی از کاربرد کاربرد یکTجادویی: یک آرایه دو المانه؛

Tجادویی؛ بیم در برابر پورت های بر انگیخته شده؛و مسیر تاخیر  بهبود یافته از بیم پورت ۴٫    ۸۳

شکل ۴٫۱۹:هیبرید چهارگانه تزویج شده بر مبنای راستا(الف):هیبرید تزویج شده پهلویی؛

(ب)هیبرید تزویج شده عمودی؛S:شکاف تزویج شده در فضای حائل بین دو موجبر؛

و،ML:ظرفیت منطبق شده.                                                                                   ۸۴

شکل ۴٫۲۰: ترکیب چهار موقعیت در پرتو قابل سوئیچ برای استفاده در

ماتریس Butlar: (ps): شیفت دهنده فاز)                                                               ۸۵

شکل۴٫۲۱ : نمایش نقش هیبریدچهارگانه در ماتریس Butler چهارالمانی:

هیبرید یک اختلاف فاز   درجه را در ارسال عرضه می کند.                                            ۸۶

شکل ۴٫۲۲:پیاده سازی آنتن هوشمند با سوئیچ قابل برنامه ریزی                                     ۸۷

شکل ۴٫۲۳:آرایه خطی.                                                                                        ۹۰

شکل۴٫۲۴: آرایه فازی از نوع مسطح.                                                                        ۹۱

شکل ۴٫۲۵:آرایه مسطح مستطیلی.                                                                         ۹۱

شکل ۴٫۲۶:سوییچ های میکروالکترومکانیکال                                                             ۹۳

شکل ۴٫۲۷:شیفت دهنده ی فاز دی الکتریک ولتاژ متغیر                                              ۹۳

لینک خرید و دانلود

فایل بصورت ورد ١٠٠ صفحه قابل ویرایش می باشد

در صورت عدم خرید آنلاین می توانید از لینک زیر پروژه مورد نظر را خریداری نمائید.

لینک تماس با ما