آنتن های طرح پذیر بر پایه RF MEMS
31 صفحه در قالب word
1- آنتن:
آنتن از یک سیم مستقیم تشکیل شده است که اگر در فرستنده به کار رود، امواج فرستنده را به امواج الکترومغناطیس تبدیل نموده و پخش می نماید و اگر در گیرنده به کار رود، امواج الکترومغناطیسی موجود در فضا را دریافت نموده و تبدیل به امواج الکتریکی نموده و جهت آشکار شدن، به مدار گیرنده می دهد .
معمولا در گیرنده‌ها هر آنتن به ازاء یک فرکانس مشخصی، به تشدید درآمده و به ازاء آن فرکانس، ولتاژ ماکزیمم مشخصی تولید می نماید. هرگاه طول آنتن متناسب با طول موج دریافتی باشد، موج کاملا در آنتن قرار می گیرد و اصطلاحا می گویند آنتن رزنانس شده و یا به تشدید در آمده است یعنی آنتن با موج رسیده هماهنگ شده است و در این حالت ولتاژی که به آنتن رسیده، حداکثر است .
البته نیازی نیست که طول آنتن حتماً با طول موج رسیده کاملا برابر باشد، زیرا جهت رفع این مشکل سیم پیچی را به همراه یک یا دو خازن متغیر به آنتن اضافه می کنند تا حالت تشدید را در آنتن بوجود آورند.
1-1- نقشه ها و پارامترهای انتن :
در مسائل انتن ما اصولا علاقه مند به میدانهای منطقه دور هستیم. این میدانها را میدانهای تشعشعی می نامند .هیچ آنتن فیزیکی در همه جهت ها بطور یکنواخت تشعشع نمی کند.منحنی توصیف کننده قدرت نسبی میدان منطقه دور بر حسب جهت را در یک فاصله ثابت از آنتن ،نقشه تشعشعی آنتن،یا صرفا نقشه آنتن می نامند.به طور کلی نقشه آنتن سه بعدی است و با هر دوی Øو در دستگاه مختصات کروی،تغییر می کند.مشکلات رسم منحنی های سه بعدی- همانطور که در عمل انجام می گیرد- با رسم جداگانه اندازه قدرت میدان نرمالیزه (نسبت به max) بر حسب و به ازای Ø ثابت (نقشه صفحه E) و اندازه قدرت میدان نرمالیزه بر حسب و به ازای ثابت (نقشه صفحه H) قابل اجتناب است.
شکل 2(الف) یک نمونه نقشه صفحه H یک آنتن عملی را نشان می دهد. نقشه تشعشعی معمولا یک ماکزیمم اصلی و چند ماکزیمم فرعی دارد .ناحیه تشعشع ماکزیمم ،بین اولین نقاط صفر اطراف انرا شعاع اصلی1 و ناحیه های ماکزیمم های فرعی را پره های کناری2 گویند.گاهی راحتتر است که نقشه های آنتن را در مختصات قائم رسم کنیم. منحنی قطبی شکل 2(الف) در مختصات قائم به صورت شکل 2(ب) ظاهر می شود. چون شدت میدان در جهت های شعاع اصلی و پره های کناری از نظر اندازه ممکن است چندین مرتبه با هم تفاوت داشته باشند ،معمولا نقشه های آنتن را در مقیاس لگاریتمی رسم می کنند و نسبت به سطح شعاع اصلی برحسب دسیبل اندازه گیری می شوند.(شکل 2(پ)).
در مقایسه نقشه های آنتنهای مختلف پارامترهای مشخصاتی زیر اهمیت دارند :
1- پهنای شعاع اصلی3 : تیزی ناحیه تشعشعی اصلی را توصیف می کند.معمولا پهنای زاویه ای نقشه ،بین نقاط نیم توان ،یا -3dB در نظر گرفته می شود.البته شعاع اصلی باید به جهتی اشاره کند که آنتن برای داشتن حداکثر تشعشع در ان طراحی شده است.
2- ارتفاع پره های کناری4 : پره های کناری یک نقشه جهت دار (غیر همه سو یکسان )نواحی تشعشعی ناخواسته را نشان می دهدو ارتفاع آنها هر قدر ممکن است باید کمتر باشد.
3- جهت دارندگی5 : یک پارامتر مهم برای اندازه گیری قابلیت کلی یک آنتن برای هدایت توان تشعشع یافته در یک جهت مشخص ،بهره جهت دار6 است ،که می تواند برحسب شدت تشعشع بیان گردد. در واقع بهره جهت دار یک نقشه آنتن GD(θ,Ø) ،نسبت شدت تشعشع در جهت (θ,Ø) به شدت تشعشع متوسط است .روشن است که بهره جهت دار در یک آنتن همه سو یکسان یا همه جهتی(آنتنی که به طور یکنواخت در همه جهت ها تشعشع می کند)،برابر با یک است.اما یک آنتن همه سو یکسان در عمل وجود ندارد .بهره جهت دار ماکزیمم یک آنتن را جهت دارندگی آنتن می نامند.که برابر است با شدت تشعشع ماکزیمم به شدت تشعشع متوسط و معمولا با Dمشخص می شود.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------1- main beam 2- sidelobes
3- beamwidth 4- sidelobe level
5- directivity 6- directive gain
گفتیم نقشه تشعشعی آنتن بیانگر سه پارامتر مهم پهنای شعاع اصلی،ارتفاع پره های کناری و بهره جهت دار می باشد.اما دو پارامتر دیگر نیز حائز اهمیت اند : بازده1 و امپدانس ورودی یک آنتن
بازده یک آنتن نسبت بهره آنتن به جهت دارندگی آنتن و یا به بیان دیگر نسبت توان تشعشعی به توان ورودی(یا توان تشعشعی در آنتن بی اتلاف) آنتن می باشد که با ηr نشان داده می شود. و در آن بهره آنتن برابر با نسبت شدت تشعشع ماکزیمم به شدت تشعشع یک منبع بی اتلاف همه سو یکسان با همان توان ورودی می باشد .
معیار مناسبی برای سنجش مقدار توان تشعشع یافته به وسیله آنتن ،مقاومت تشعشعی است . مقاومت تشعشعی یک آنتن مقدار مقاومتی فرضی است که وقتی جریان در آن مقاومت برابر با حداکثر جریان در طول آنتن است ،مقدار توان تلف شده آن مساوی توان تشعشع یافته Pr می باشد طبیعیست که مقاومت تشعشعی زیاد از خاصیت های مطلوب آنتن می باشد.مقاومت تشعشعی می تواند با جزء حقیقی امپدانس ورودی کاملا متفاوت باشد.زیرا دومی شامل تلفات اهمی در خود ساختار آنتن بعلاوه تلفات در زمین است.
1-2- آرایه های آنتن :
آرایه های آنتن گروهی از آنتنهای مشابه هستند که به شکلهای مختلف (خطوط راست ،دایره ها، مثلث ها و غیره)و با روابط دامنه و فاز مناسب مرتب شده اند تا مشخصات تشعشعی خاصی را بدست دهند. بعنوان مثال شکل 3 نقشه تشعشعی یک آرایه خطی از سه منبع همه سو یکسان به فاصله λ/2 از هم با منابع تحریک همفاز و با نسبت دامنه 1:2:1 را نشان می دهد.همانطور که مشاهده می کنید پهنای شعاع عریض تر ،جهت دارندگی کاهش و پره های کناری حذف شده اند.
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.
آنتن های طرح پذیر بر پایه RF MEMS