کارایی کدهای توربو و سیستم OFDM در تصحیح خطای کانال در سیستم WLAN
پایان نامه کارایی کدهای توربو و سیستم OFDM در تصحیح خطای کانال در سیستم WLAN رشته مخابرات: شبیه سازی با نرم افزار متلب
پایان نامه ۲۳۰ صفحه می باشد.
شبیه سازی با نرم افزار متلب:
مواد‌شکاف باند‌الکترومغناطیسی ۱(EBG)یا‌شکاف باند‌فوتونیک ۲(PBG)که تحت عنوان بلورهای
۴ فوتونیک (PC) ٣نیز‌شناخته می‌شوند،گونه ای‌‌نوظهور‌از‌ساختارهای‌تولیدشده بصورت مصنوعی هستند‌که توانایی‌کنترل و‌تحت نفوذ‌در‌آوردن انتشار‌امواج الکترومغناطیسی ۵را‌دارند [١-٢]. با طراحی‌صحیح بلورهای‌فوتونیک می‌توان از‌انتشار‌موج جلوگیری‌کرده و‌یا‌امکان انتشار‌در‌جهتهای معینی‌را‌برای‌آن فراهم آورد.
۶ درحال حاضر،کاربرد‌مواد‌شکاف باند‌الکترومغناطیسی‌در‌فرکانسهای‌م ایکروویو‌و‌موج میلیمتری گسترش قابل توجهی‌داشته است .از‌کاربردهای‌این مواد‌می‌توان به آنتن های‌صفحه ای ٧،خطوط تأخیری ٨ و ... اشاره کرد [٣]. این مواد‌به دلیل جلوگیری‌ار‌انتشار‌امواج ،در‌شکاف باند‌برای کاربردهای‌مذکور‌مناسبند.
هدف در‌این پایان نامه ،استفاده از‌موادEBGدر‌فرکانسهای‌باند ۹Ku(۱۸GHz-12GHz)برای طراحی‌آنتن است .در‌این محدوده ی‌فرکانسی‌می‌توان سه کاربرد‌برای‌مواد EBGبر‌شمرد:۱)زیر لایه های ۱۰EBG،۲)فوق لایه های ۱۱EBGو۳)ساختارهایEBGبه عنوان بازتابنده .زیر‌لایه هایEBGسبب تضعیف موج سطحی‌و‌ب هبود‌بازده ی‌تشعشعی‌آنتن می‌شوند .برای‌آنتن با‌فوق لایه یEBGسمتگرایی ١٢بهتری‌در‌مقایسه با‌همتای‌آن بدون فوق لایه حاصل می‌شود .همچنین میزان بهره ی ١٣این آنتن قابل توجه است .در‌این تحقیق ،فوق لایه های EBGدر‌یک و‌سه بعد، طراحی‌و‌شبیه سازی‌می‌شوند .سپس آنتن ه ای‌مورد‌استفاده تحت دو‌نوع قطبی‌شدگی (خطی‌و دایروی)قرار‌می‌گیرند .بازتابنده های EBGبه ازای‌فرکانسهای‌واقع در‌شکاف باند،رفتاری‌مشابه بازتابنده ی‌فلزی‌دارند.بازتابنده های‌فلزی‌در‌فرکانسهای‌مایکروویو‌و‌موج میلیمتری‌تلفات زیادی‌را بوجود‌می‌آورند.اما‌بازتابنده ی‌ساخته شده با‌موادEBGدر‌این فرکانسها‌تلف کمی‌دارد.
در‌این تحقیق ،از‌سه نوع آنتن استفاده شده است :آنتن پچ شکافی ١۴،آنتن پچ ماکرواستریپ ١۵و‌آنتن تک قطبی .
شبیه سازی با نرم افزار متلب: شبیه سازی‌این ساختارها‌به وسیله ی‌نرم افزار ۱HFSS10صورت می‌گیرد.نتایج حاصل از‌شبیه
۳ سازی‌شامل تل ف بازگشتی ٢،سمتگرایی،بهره و‌پترن تشعشعی‌دو‌صفحه ی‌اصلی‌آنتن (EوH) است .
١-٢- پیشینه تحقیق
١-٢-١- فرا مواد
شبیه سازی با نرم افزار متلب: براساس تحقیقات انجام شده ،به نظر‌می‌رسد،ایده ابتدایی‌مواد «مصنوعی »۵ به سالهای‌پایانی‌قرن نوزدهم باز‌می‌گردد.زمانیکه جاگادیر‌چاندر‌ُبس ۶در‌سال ١٨٩٨اولین آزمایش ماکروویوی‌را‌بر‌روی یک ساختار‌هندسی‌پیچیده که در‌اصطلاح امروزی،عناصر‌کایرال مصنوعی ٧نامیده می‌شود‌انجام داد
[۴].در‌سال ١٩١۴،لیندمان ٨بصورت اتفاقی‌با‌وارد‌کردن سیم مارپیچ کوچک در‌یک محیط میزبان بر‌روی‌عناصر‌کایرال مصنوعی‌کار‌کرد[۵].در‌سال ١٩۴٨،کک ١٠با‌قراردادن کره های‌هادی،دیسکها و‌نوارها‌بصورت پریودیک (متناوب )لنزهای‌ماکروویوی‌با‌وزن کم ،ساخت که نتیجه آن تعیین ضریب شکست مؤثر‌مواد‌مصنوعی‌بود .بدین ترتیب ،مواد‌پیچیده مصنوعی،هدف تحقیقات گسترده ای‌در سراسر‌جهان قرار‌گرفت .در‌سالهای‌اخیر، ایده های‌جدید‌در‌سنتز‌و‌تکنیکهای‌ساخت گونه نوظهور مواد‌ـ‌موادی‌که از‌نظر‌کیفی،جدید‌و‌از‌دید‌فیزیکی‌نیز‌قابل توجیه هستند‌ـ‌منجر‌به ساخت موادی شد‌که در‌طبیعت رخ نداده یا‌به عبارت بهتر‌بصورت طبیعی‌یافت نمی‌شوند.لذا‌این مواد،در‌ابتدا‌باید از‌طریق تو‌کار‌گذ اشتن تعدادیconstituents.incluionsبا‌اشکال و‌فرم های‌هندسی‌جدید‌در محیط میزبان سنتز‌شوند(شکل ١-١).
کاملاً‌مشهود‌است که در‌یک محیط مرکب ویژه ،امواج الکترومغناطیسی‌از‌ط ریق مؤلفه های‌الکتریکی‌و مغناطیسی‌بر‌یکدیگر‌اثر‌متقابل می‌گذارند،که نتیجه آن تحت تأثیر‌قرار‌گرفتن خواص ماکروسکوپیک از‌جمله نفوذپذیری‌الکتریکی‌و‌مغناطیسی‌مؤثر‌است .از‌آنجائیکه فرا‌موادها‌با‌تو کارگذاشتن احاطه کننده های‌ساخته شده بصورت مصنوعی‌در‌یک محیط یا سطح میزبان ویژه می‌توانند‌سنتز‌شوند،این امکان برای‌طراح فراهم می‌شود،که در‌فرآیند‌طراحی‌آزادی‌عمل داشته باشد‌یا‌به عبارت دیگر،با تعداد‌زیادی‌پارامترهای‌مستقل روبه رو‌باشد.از‌جملۀ‌این پارامترها‌می‌توان به خواص مواد‌میزبان مانند اندازه ،شکل و‌ترکیب احاطه کننده ها،چگالی،ترتیب و‌مسیر‌آنها‌اشاره کرد .همۀ‌این پارامترهای طراحی‌می‌توانند‌ایفاگر‌یک نقش کلیدی‌در‌نتیجه نهایی‌فرآیند‌سنتز‌باشند .در‌این بین ،هندسه یا شکل احاطه کننده ها‌می‌تواند‌امکانات جدید‌و‌متفاوتی‌را‌در‌فرآیند‌تولید‌فرا‌موادها‌ایجاد‌کند.
در‌سال های‌اخیر،ایده‌مواد مرکبی‌که دارای‌نفوذپذیری‌الکتر یکی‌و‌مغناطیسی‌منفی‌در‌فرکانس های معمول هستند‌بسیار‌مورد‌توجه قرار‌گرفته است .در‌سال ١٩۶٨،وِسِلاگو١،بصورت تئوریک به بررسی انتشار‌یک موج تخت در‌ماده ای‌که نفوذپذیری‌الکتریکی‌و‌مغناطیسی‌آن منفی‌بود‌پرداخت [۶].
۲
نتیجه این تحقیق بر‌روی‌یک موج تخت یکنواخت تک رنگ نشان داد‌که بردار‌پوینتینگ در‌جهت بردار‌فاز‌و‌موازی‌آن نیست ،و‌اساساً‌در‌تضاد‌با‌انتشار‌یک موج تخت در‌یک محیط ساده‌معمولی است . در‌سالهای‌اخیر،اسمیت ٣،اسکولتز ۴ و‌گروهشان ،چنین محیط مرکبی‌را‌تحت شرایط
مایکروویوی‌ساخته اند‌و‌بصورت تجربی‌وجود‌یک شکست غیرعادی‌در‌این محیط را‌ثابت کرد‌ه اند[٧]. برای‌فراموادها‌با‌نفوذپذیری‌الکتریکی‌و‌مغناطیسی‌منفی‌اسامی‌و‌اصطلاحات گوناگونی‌پیشنهاد‌شده است که از‌جملۀ‌آنها‌می توان به محیطهای‌دست چپی ۵ [٨-٩]،محیط با‌ضریب شکست منف ی
[۶]،محیط با‌موج بکوارد ۶(محیط BW)[۱۰]و‌فرا‌موادهای‌منف ی دوبل ۷(DNG)[8]،اشاره کرد. همچنین محققان بسیاری‌در‌سراسر‌جهان ،جنبه های‌مختلف فراموادها‌را‌مورد‌بررسی‌قرار‌داده اند‌و ایده ها‌و‌پیشنهادات بسیاری‌پیرامون آینده این مواد‌و‌کاربردهای‌آنها‌ارائه شده است .
پرواضح است که پاسخ یک سیستم ،در‌حضور‌میدان الکترومغناطیسی،تا‌حدود‌زیادی‌به وسیله خواص مواد‌تشکیل دهنده‌آن محیط مشخص می‌گردد.تلاش شده است که این ویژگیها‌بوسیله پارامترهای ماکروسکوپیک ،یعنی‌نفوذپذیری‌الکتریکی ( ) و‌نفوذپذیری‌مغناطیسی () توصیف شوند‌بنابراین می‌توان یک تقسیم بندی‌برای‌محیط قائل شد.محیطی‌با‌نفوذپذیری‌الکتریکی‌و‌مغناطیسی‌بزرگتر‌از صفر(۰< ,۰<)تحت عنوان محیط دوبل ـ‌مثبت ۸(DPS)یاد‌شده است .بصورت طبیعی،اغلب محیط ها(بعنوان مثال دی‌الکتریک ها)دارای‌چنین شرایطی‌هستند .محیطی‌با‌نفوذپذیری‌الکتریکی
کمتر‌از‌صفر‌و‌نفوذپذیری‌مغناطیسی‌بزرگتر‌از‌صفر (۰< ,۰>)تحت نام محیط اپسیلن ـ‌منفی
شبیه سازی با نرم افزار متلب: (ENG)معرفی‌می‌شود.در‌بعضی‌فرکانس ها،پلاسما‌چنین ویژگیهایی‌را‌ارائه می‌دهد.بعنوان مثال ، فلزات نجیب (نقره و‌طلا )در‌حضور‌امواج مادون قرمز ١و‌فرکانس ه ای‌مرئی‌این گونه رفتار‌می‌کنند. محیطی‌با‌نفوذپذیری‌الکتریکی‌مثبت نفوذپذیری‌و‌مغناطیسی‌منفی‌محیط میو‌ـ‌منفی ۲(MNG) اطلاق می‌شود.در‌برخی‌فرکانس ها‌مواد‌ژیروتروپیک چنین خواصی‌را‌از‌خود‌نشان می دهند.مواد مصنوعی‌ساخته شده همچنین ویژگیهایDPS،ENGوMNGرا‌نیز‌دارا‌می‌باشند.محیط چهارم ، محیطی‌است که در‌آن نفوذپذیری‌الکتریکی‌و‌مغناطیسی‌هر‌دو‌منفی‌است (۰>M.0>)که تحت عنوان محیط DNGمعرفی‌می‌شود.تا‌این زمان ،ثابت شده است این نوع مواد‌تنها‌بصورت مصنوعی قابل ساخت می‌باشند[۴].این تقسیم بندی‌مواد‌بوسیله نموداری(شکل ٢-١)نمایش داده شده است .
شکل ١-٢تقسیم بندی‌مواد[۴]
١-٢-٢- بلورهای فوتونیک
دسته ای‌از‌فرا‌مواد،بلورهای‌فوتونیک یا‌شکاف باندهای‌الکترومغناطیسی‌است .این مواد‌از‌ساختارهای دی‌الکتریک یا‌فلزی‌متناوب ساخته می‌شوند .از‌ویژگیهایEBGمی‌توان به توانایی‌آن د ر‌کنترل امواج الکترومغناطیسی‌اشاره کرد.در‌اصل ،قابلیت بلورهای‌فوتونیک در‌کنترل انتشار‌موج به ساختار باند‌فوتونیک باز‌می‌گردد.مفهوم ساختار‌باند‌فوتونیک [١١]در‌قیاس با‌مفهوم ساختار‌باند‌الکترونیک حاصل می‌شود.باندهای‌انرژی‌تشکیل دهنده ی‌بلورهای‌فوتونیک ،ت وسط شکاف باندهایی‌از‌یکدیگر تفکیک شده اند . انتظار‌می‌رود،همان گونه که امواج الکترونی‌در‌پتانسیل متناوب این بلورها‌در حرکتند،پدیده ای‌مشابه نیز‌برای‌امواج الکترومغناطیسی‌رخ دهد‌زیرا‌این امواج در‌محیطهایی‌انتشار می‌یابند‌که ثابت دی‌الکتریک آن بصورت متناوب تغییر‌می‌کند .مواد‌شکاف باند‌الکترومغناطیسی چن ین پدیده ای‌را‌اثبات می‌کنند .بن ابراین شکاف ممنوعه ای‌در‌محدوده ی‌فرکانسی‌ایجاد‌می‌گردد. تحقیق بر‌روی‌این نوع از‌مواد‌عنوانی‌جالب برای‌مطالعات گروههای‌زیادی‌در‌هر‌دو‌جنبه تئوری‌و آزمایشگاهی‌بوده است
خصوصیت EBGدر‌بلورهای‌فوتونیک ،آنها‌را‌مشابه امواج الکترومغناطیسی‌بلورهای‌نیمه هادی الکترونیکی‌می‌سازد.درحالت الکترومغناطیسی‌تناوب به تنهایی‌وجود‌یک EBGکامل را‌ضمانت نمی‌کند. با‌این حال اگر‌چه تناوب در‌نیمه هادی ها‌از‌قبل وجود‌داشته است ولی‌این تناوب در بل ورهای‌فوتونیک را‌می توان به دلخواه تغییر‌داد‌که نتیجه آن تغییر‌محدوده‌فرکانسی‌در EBG خواهد‌بود.چنین ساختارهایی‌در‌ما یکروویو‌ساخته شده اند‌و‌اخیرًا‌نیز‌در‌دستور‌دور‌ـ‌مادون قرمز
۱ درحال بررسی‌بوده و‌آزمایشات بر‌روی‌کاربردهای‌پتانسیلی‌آن هم ادامه دارد .به هرحال ،بزرگترین چالش علمی‌در‌زمینه بلورهای‌فوتونیک ،ساخت ساختارهای‌مرکبی‌است که دارای‌شکافهای‌طیفی‌در فرکانس هایی‌بالاتر‌از‌محدوده نوری‌باشند.
مطالب پایان نامه :
دیدگاه ها