فهرست مطالب

الکترومغناطیس کاربردی - سال چهارم شماره 1 (پیاپی 10، بهار 1395)

نشریه الکترومغناطیس کاربردی
سال چهارم شماره 1 (پیاپی 10، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقالات علمی - پژوهشی
  • محمدعلی حسینیان، علی شیرزادی* صفحات 1-8
    موتورهای مغناطیس دائم بدون جاروبک دارای مزیتهای چشمگیری هستند و امروزه کاربردهای بسیاری یافتهاند. با وجود بازدهی قابلقبول و چگالی انرژی بالا، وجود اعوجاج در گشتاور خروجی آنها از مهمترین اشکالاتی است که در عملکرد موتور وجود دارد. در این مقاله بادرنظرگرفتن گشتاور اثر دندانه به عنوان عامل اصلی ایجاد اعوجاج در ساختار موتور، به بررسی ایجاد شیار در کف دندانه های استاتور به عنوان یکیاز راهکارهای کاهش دامنه تغییرات گشتاور اثر دندانه پرداخته شده است. برای اینکار با استفاده از تحلیل اجزا محدود نحوه تغییرات گشتاور اثردندانه به ازای تغییرات ابعاد شیارهای ایجاد شده در دندانه استاتور بررسی شده و با هدف نزدیککردن تغییرات شار در شیار درون دندانه ها بهتغییرات شار در شیار اصلی بین دندانه ها، ساختار مناسب برای ایجاد شیار درون دندانه ها پیشنهاد شده است . در ادامه تاثیر ایجاد دندانه درشیارهای استاور بر تلفات هسته موتور و نیز چگالی شار هسته بررسی شده است.
    کلیدواژگان: موتور مغناطیس دائم، ایجاد شیار در دندانه، گشتاور اثر دندانه، تلفات هسته
  • رضا ترینیا، مرتضی کازرونی*، محسن فلاح صفحات 9-20
  • مهدی یوسف نیا، عطاءالله ابراهیم زاده*، مجتبی دهملاییان صفحات 21-28
    اخیرا آنتن های باند وسیع با قطبش دایروی، در زمینه تصویربرداری مایکروویو مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. در این مقاله استفاده از آنتن باند وسیع مارپیچی لگاریتمی با قطبش دایروی برای آشکارسازی تومور پیشنهاد شده است. از مزیت های اصلی آنتن های باند وسیع به باند باریک، وضوح بالاتر آن و نیز جذب بیشتر میدان های پراکنده شده است. در مقایسه با آنتن مارپیچی معمولی که برای ساختار تغذیه از کابل هم محور استفاده می کند، در این پژوهش برای بهبود عملکرد تشعشعی، استفاده از بالن میکرواستریپ به استریپ لاین برای تغذیه دو بازوی آنتن مارپیچی پیشنهاد شده است. نتایج اندازه گیری، افت برگشتی بهتر از dB 10 را برای پهنای باندGHZ 6/10-1/3 نشان می دهد. همچنین آنتن مذکور دارای الگوی تشعشعی دوطرفه با قطبش دایروی در کل پهنای باند می باشد. مشخصات زمانی سیستم ارسال و دریافت آنتن مارپیچی پیشنهادی با بررسی دو پارامتر ضریب همبستگی و تاخیر گروه مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج دو پارامتر زمانی، ضریب همبستگی بالاتر از 91/0 و تاخیر گروه کمتر از ns 15/0 برای آنتن پیشنهادی به دست آمده است. ساخت و اندازه گیری آنتن مارپیچی مورد نظر برای کاربرد آشکارسازی تومور ارایه شده است.
    کلیدواژگان: آنتن مارپیچی باند وسیع، آشکارسازی تومور، افت برگشتی، ضریب همبستگی، تاخیر گروه
  • سعید رستگار کیسمی، سید حسین محسنی ارمکی *، علی جبار رشیدی، محسن فلاح صفحات 29-36
    آرایه با چندگانگی فرکانس (FDA) مفهوم جدیدی است که الگوی تشعشعی آن برخلاف آرایه آنتن معمولی وابسته به فاصله، زمان وزاویه است. الگوی تشعشعی FDA که متاثر از افزایش اندک یکنواخت فرکانس در عناصر آرایه میباشد همانند شکل S در مختصات دوبعدی زاویه وفاصله است. این خاصیت باعث جاروب الگو بدون نیاز به تغییردهنده فاز یا چرخش مکانیکی میشود. به منظور تولید انواع شکل الگوهای تشعشعیمیتوان، توابع متفاوتی از فرکانس جابهجایی بهگونه یکنواخت یا غیریکنواخت استفاده نمود که در هر حال الگوی تشعشعی حاصله نسبت به زاویه،فاصله و زمان متغیر است. الگوهای فوق از تعداد زیادی نواحی تشعشعی با دامنه حداکثر متناسب با فاصله در فضای دوبعدی برخوردار خواهد بود.ما در این مقاله تحلیل نوع جدیدی از FDA متقارن که فرکانس جابهجایی غیریکنواخت آن از اصول شکل هندسی بیضی پیروی میکند پیشنهادنمودهایم که در فضای دوبعدی تنها یک ناحیه تشعشعی حداکثر تولید مینماید. درنهایت به منظور اعتبارسنجی کنکاش پیشنهادی، چند مثال ازآرایه FDA متقارن غیریکنواخت شبیه سازی و مورد بحث واقع شده است.
    کلیدواژگان: آنتن مارپیچی باند وسیع، آشکارسازی تومور، افت برگشتی، ضریب همبستگی، تاخیر گروه
  • عبدالجبار شکری، محمدحسین توکلی*، امیر عباس صبوری دودران، محمد صادق آخوندی خضرآباد صفحات 37-44
    در این مقاله با استفاده از روش عناصر متناهی (FEM) اثر گامهای پیچه در فرآیند گرمای القایی محاسبه شده است. در ابتدا یک پیچهتک حلقهای با تقارن محوری )بدون گام( در نظر گرفتهشده و سپس پیچه هایی با گامهای cm ،9 cm 1 و cm 3 لحاظ شده اند. از ولتاژ 433 ولتمتناوب با فرکانس kHz 1، که به دو سر پیچه اعمال شده، به عنوان منبع تولید میدانهای الکترومغناطیسی بهره گرفته شده است. نتایج حاصل ازمحاسبات نشان میدهد که توزیع و شدت میدانهای الکترومغناطیسی، چگالی جریانهای گردابی در داخل قطعهکار و همچنین گرمای حجمیتولید شده در پیچه و قطعهکار برای حالت بدون گام )گام صفر( تفاوت زیادی با سه حالت دیگر )یعنی حالتهای با گامهای cm ،9 cm 1 و cm )3دارد.
    کلیدواژگان: فرایند گرمای القایی، روش عناصر متناهی، شبیه سازی
  • پژمان رضایی *، زهزا موسوی راضی صفحات 45-52
    در این مقاله ساختار جدیدی از آنتن آرایه ای شکافی قطبش دایروی پهن باند با بهره بالا که با شبکه ترویج گر هایبرید متقارن تغذیه شده، در باند C معرفی شده است. عنصر منفرد آرایه پیشنهادی به فرم نواری L شکل با پهنای کاهش یافته مخروطی شکل واقع در روبروی شکافیدر صفحه زمین میباشد. براساس نتایج شبیه سازی، پهنای باند عنصر منفرد آرایه در بازه فرکانسی GHz 5/55 الی GHz 11/3 در حدود GHz 8/01% میباشد که در مقایسه با عناصر آرایه گزارش شده پیشین از افزایشی در حدود 53 برخوردار است. ساختار نهایی آنتن پیشنهادی شامل آرایه ای5 میباشد. نتایج اندازه گیری نشان میدهد که آنتن آرای های شکافی طراحیشده دارای پهنای باند امپدانسی 55 % در بازه ×5 GHz 3/5 الی GHz 9/5همراه با پهنای باند قطبش دایروی در حدود 55 % در بازه GHz 5/5 الی GHz 5/5 با بیشینه بهره dBic 15/55 در فرکانس GHz 5/5 میباشد.ساختار ساده، سبک، ابعاد فشرده، قطبش دایروی با خلوص قطبش مناسب و بهره بالا، این آنتن را گزینه مناسبی برای کابردهای قطبش دایروی درباند C قرار داده است. نتایج اندازه گیری آنتن از تطابق مناسبی با نتایج شبیه سازی برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن آرایهای شکافی، قطبش دایروی، پهن باند، بهره بالا و تزویجگر هایبرید
|
  • M. A. Hoseynian, A. Shirzadi * Pages 1-8
    Brushless permanent magnet motors have considerable advantages and have been found with many applications. Despite the acceptable efficiency, the output torque ripple is the main drawback of motor performance.
    In this article, the effect of air gap flux variation on cogging torque is investigated. Various dimensions of the slots in permanent magnet’s stator tooth is created and cogging torque variation is investigated using a finite element method. Proper slot shaping is suggested and the core loss variation is investigated.
    Keywords: PM Motor, Slot Creation In Tooth, Cogging Torque, Core Losses
  • R. Toreinia, M. Kazerooni*, M. Fallah Pages 9-20
    In this paper, firstly, a new idea of obtaining the electromagnetic image of large objects has been investigated. Then, the distributed target has been simulated in software and results have been processed to extract 2-dimensional image of the target model. Therefore, for the first time, the simulator gains the capability of distributed targets simulation that is required for the SAR simulator. The next achievement is the simulation of sea clutter that has been simulated for forward-looking radar, with respect to the requirement of SAR to the clutter, for Doppler centroid and Doppler rate extraction and the need for considering sea fluctuations for the first time. The advantage of this method is considering the radar movement in radar raw data. It is because SAR processing algorithms use radar raw data to estimate radar velocity and acceleration. Also, with respect to the motion of sea waves, the clutter has significant bandwidth in the azimuth direction. This property has been used for the application of a new idea whose benefit is reduction of needed points for simulation.
    Keywords: Synthetic Aperture Radar(SAR), Sea Clutter, Synthetic Aperture Radar Simulator, Two-Dimensional Radar Cross Section Image
  • M. Yousefnia, A. Ebrahimzadeh*, M. Dehmollaian Pages 21-28
    Recently, circular polarization ultrawideband (CP UWB) antennas have received significant attention in microwave imaging. In this paper, the use of a UWB logarithmic spiral antenna with circular polarization for tumor detection is proposed. One of the main advantages of UWB antennas to narrow-band (NB) antennas is its higher resolution. The absorption of more scattered fields is also the advantages of circular polarization antennas to linear polarization antennas. Compared with the conventional spiral antenna that uses coaxial cable for feed structure, to improve the performance of radiation characteristics, tapered microstrip to stripline balun is used to feed the two arms of spiral antenna. The measured results show that the return loss is better than 10 dB from 3/1 to 10/6 GHz. Also the radiation pattern is bidirectional with circular polarization in the entire bandwidth. The time-domain characteristic of the transmitting and receiving system using the proposed spiral antenna with studying two parameters fidelity factor and group delay is investigated. Results show that for proposed antenna, the fidelity factor is higher than 0/91 and group delay less than 1/0 5 nsec. Construction and measurement of the proposed spiral antenna for use in tumor detection are presented.
    Keywords: Ultrawideband Spiral Antenna, Tumor Detection, Return Loss, Fidelity Factor, Group Delay
  • S. Rastgar Kisomi, S. H. Mohseni Armaki*, A. J. Rashidi, M. Fallah Pages 29-36
    Frequency diverse array (FDA) is a new antenna array concept that is different from phased-array which offers range independent beam pattern. FDA using linearly increasing tiny frequency increment yields an S-shaped range-angle radiation pattern. This enables the array beam to scan without the need for phase shifters or mechanical steering. It is possible to apply different frequencies with different patterns to the elements of FDA to achieve different radiation pattern. However, the FDA transmit beam pattern is coupled in range and angle dimensions. It has been shown that the beam pattern of this form of FDA is range-angle-dependent, and it exhibits maxima at multiple range values. In this paper, we propose a single dot-shaped beam pattern analysis using symmetrical FDA with non-uniform inter-element frequency offset called elliptic-FDA. To validate the proposed approach, simulation example of non-uniformly elliptic based exited symmetrical FDA are reported and discussed.
    Keywords: Frequency Diverse Array, Range-Dependent Beam Pattern, Dot-Shaped Beam Pattern, Symmetrical FDA
  • A. J. Shokri, M. H. Tavakoli*, A. A. Sabouri Dodaran Akhoundi Khezrabad Pages 37-44
    In this paper, influence of coil steps on the induction heating process has been computed using the Finite Element Method (FEM). At first, a single-turn coil with axisymmetric (no step) has been considered, and then the coils with 3, 5 and 7 cm steps have been employed. Voltage 200 volt with frequent of 1 KHz has been used, which it applied to the coil, as source of electromagnetic fields. The results of the calculations show that distribution and intensity of electromagnetic fields, eddy currents in the workpiece, and generated volume heat in the coil and workpiece for the coil without step have a significant difference with other coils (i.e. the coils with steps of 3, 5, and 7 cm).
    Keywords: Induction Heating Process, Finite Element Method, Simulation
  • P. Rezaei*, Z. Mousavi Razi Pages 45-52
    In this paper, a new design of a broadband high gain circularly polarised slot array antenna (CPSSAA) is presented. The proposed antenna is fed by a symmetric hybrid coupler for C-band application. The designed single array element is excited by L-shaped strip with a tapered end, located along the circular-slot diagonal line in the back plan. From the single array element simulation results, the -10dB return loss bandwidth is around 8.79GHz (2.51GHz-11.3GHz). The designed single array element is 50% wider than the impedance bandwidth of a previous similar design. The proposed antenna is composed of 2 × 2 Array elements. The measured results for The final structure of circularly polarised slot array antenna are about 54% (3.5GHz-6.5GHz) for return loss BW, 22% (4.4GHz-5.4GHz) for axial ratio and peak Gain around 12.45dBic at 5.5GHz. The simple structure, light weight, compact size, circular polarization with a very high polarization polarity and a high gain, make it a perfect match for C-band applications, in which a circular polarization antenna is required. The measured results corroborate well with the simulated results.
    Keywords: Slot Array Antenna, Circularly Polarised, Broadband, High Gain, Hybrid Coupler