فهرست مطالب

الکترومغناطیس کاربردی - سال سوم شماره 3 (پیاپی 8، پاییز 1394)

نشریه الکترومغناطیس کاربردی
سال سوم شماره 3 (پیاپی 8، پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/09/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقالات علمی- پژوهشی
  • رهیافت نوینی در طراحی مولدهای فشرده ساز جریان با افزایش راندمان انرژی و کیفیت سیگنال سامانه موقعیت یاب زمین پایه لورن
    محمدرضا علیزاده پهلوانی* صفحه 1
    در این مقاله موقعیت یاب زمین پایه مبتنی بر لورن مورد بررسی قرار گرفته است. لورن سیستمی رادیویی است که با دقت موقعیت وسایل متحرک را با اندازه گیری اختلاف در زمان رسیدن سیگنال رادیویی از ایستگاه هایی که بسیار دور از هم قرار دارند، تعیین می کند. ایستگاه فرستنده لورن از منبع قدرت، شبکه کوپلینگ آنتن، شبکه میرا کننده و مدار آنتن تشکیل شده است. منبع قدرت سیستم موقعیت یاب زمین پایه وظیفه تولید جریان سینوسی نیم موج را از طریق مولدهای فشرده ساز بر عهده دارد. در این مقاله اصول طراحی مولد فشرده ساز با ارائه رهیافت نوین در طراحی، جهت انتقال حداکثر انرژی با کمترین تعداد مولدهای فشرده ساز پیشنهاد می شود. این رهیافت در مقابل طراحی مرسوم مبتنی بر تولید مولدهای فشرده ساز یکسان قرار دارد. نشان داده می شود رهیافت پیشنهادی در تعداد برابر مولدهای فشرده ساز، توانایی انتقال انرژی بیشتر به همراه کیفیت بالاتر سیگنال لورن را دارا هستند. در این مطالعه، طراحی تحلیلی مولد فشرده ساز به منظور ایجاد جریان آنتن با مقدار حداکثر 175 در زمان 5/62 مدنظر می باشد. بدین منظور هر دو رهیافت برای تولید این سیگنال مورد بررسی قرار گرفته می شود و نتایج آن به صورت کمی و کیفی با یکدیگر مقایسه خواهند شد.
    کلیدواژگان: موقعیت یاب زمین پایه، مولد فشرده ساز، فرستنده لورن، طراحی تحلیلی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • افزایش بهره و پهنای باند آنتن پچ با به کارگیری رولایه فراماده
    علیرضا شریفی، جعفر خلیل پور صفحه 5
    یکی از کاربردهای فرامواد، بهینه سازی خواص تشعشعی آنتن های میکرواستریپ می باشد. در این تحقیق یک آرایه 7 7 سلولی از ساختارهای تشدیدی شامل حلقه شکاف دار (SRR) مستطیلی در نظر گرفته شده است. پارامترهای ساختاری فراماده حاصل شامل ضریب نفوذپدیری مغناطیسی و ضریب گذردهی الکتریکی آن با روش نیکلسون- رز استخراج شده است. یک آنتن پچ میکرواستریپ در فرکانس GHz 8/5 طراحی شده و از آرایه فراماده ، به عنوان رولایه آن، استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نرم افزار CST در غیاب رولایه و در حضور آن، آورده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که بهره آنتن 114% و پهنای باند آن 116% بهبود پیدا کرده است. برد فراماده و آنتن میکرواستریپ، ساخته شده است. الگوی تشعشعی و تلفات بازگشتی آنتن در حضور و عدم حضور رولایه، اندازه گیری عملی شده است. نتایج حاصل از اندازه گیری، توافق خوبی با نتایج شبیه سازی دارد. به دلیل استاندارد نبودن کانکتورهای SMA که در بازار وجود دارند و همچنین تلفات ناشی از پراب ها، سیم ها و نیز تلفات ناشی از خود دستگاه اندازه گیری، مقداری اختلاف بین نتایج شبیه سازی و اندازه گیری (فرکانس تشدید و دامنه تلفات بازگشتی) وجود دارد.
    کلیدواژگان: فرامواد، آنتن پچ، رولایه ساختارهای تشدیدی، حلقه شکافدار (SRR)
    چکیده زبان: فارسی
  • بررسی تاثیر تزویج سیم پیچ های گشتاور و تعلیق بر عملکرد سامانه کنترل تعلیق مغناطیسی BPMSM
    مهرداد جعفربلند*، علی شیرزادی صفحه 11
    در موتور سنکرون آهنربای دائم بدون یاتاقان، سیم پیچ‏های گشتاور و تعلیق مغناطیسی به طور مشترک در شیارهای استاتور قرار دارند. زمانی که رتور در مرکز استاتور نباشد بین دو سیم پیچ تزویج ایجاد می شود. در اغلب تحقیقاتی که پیرامون کنترل‏کننده این موتور گزارش شده از تزویج بین سیم پیچ ها صرف نظر شده است. در این مقاله اثر تزویج بین این دو سیم پیچ بر عملکرد سامانه کنترل تعلیق مغناطیسی بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تزویج بین دو سیم پیچ قابل چشم پوشی نیست و اختلال هایی نظیر تغییر ناگهانی سیگنال های مرجع مولفه های جابجایی شعاعی رتور و نیروهای شعاعی خارجی وارد بر محور موتور می توانند نقطه تعادل رتور را جابجا نمایند. همچنین در این مقاله کنترل کننده مناسبی جهت دست یابی به عملکرد مطلوب موتور در برابر تغییر ناگهانی سیگنال های مرجع مولفه های جابجایی شعاعی رتور با لحاظ تزویج سیم‏پیچ‏ها طراحی شده است. نتایج شبیه سازی ضرورت مدل‏سازی اثر تزویج و صحت روش پیشنهادی را تایید می کند.
    کلیدواژگان: موتور سنکرون آهنربای دائم بدون یاتاقان، سیم پیچ گشتاور، سیم پیچ تعلیق مغناطیسی، تزویج، مدل ریاضی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • امکان سنجی عملی استفاده از گرمایش ریزموج در باند ISM برای دفع علف هرز خاکشیر
    داود سیر، میثم بهزادی، هادی علی اکبریان* صفحه 23
    علف های هرز یکی از اصلی ترین عوامل خسارت در مزارع کشاورزی به حساب می آیند. در روش های متداول دفع، در مرحله ای که علف هرز هنوز گیاهچه بوده و به بذردهی نرسیده است، از بین می رود. سالیان متمادی باید از این روش های دفع علف هرز استفاده نمود تا بتوان بانک بذور علف های هرز موجود در خاک را تهی کرد. علاوه بر این روش های شمیایی مورد استفاده برای محیط زیست پرخطر هستند. در روش دفع آفات با استفاده از ریزموج، بذور علف هرز موجود در خاک به طور مستقیم آسیب می بینند و قدرت جوانه زنی خود را از دست می دهند. این روش مبتنی بر گرمایش الکترومغناطیسی می باشد. از آنجایی که بذور به گرما حساس اند لذا با رساندن دمای آن ها به 60 درجه سانتی گراد می توان قدرت جوانه زنی آن ها را از بین برد. برای بررسی تاثیر ریزموج روی بذر خاکشیر، بذور خاکشیر مدفون در خاک را طی چهار مرحله آزمایش با زمان های متفاوت تحت تابش ریزموج تولید شده توسط اجاق ماکروویو، که در باند ISM و با توان اسمی W 1000 کار می کند، قرار دادیم. بذر علف هرز خاکشیر در بازه های زمانی مختلف تحت تابش قرار گرفته و میزان جوانه زنی در هر کدام به دست آمد. سپس با استفاده ازشبیه سازی میدان الکتریکی تابش شده در این تست ها، مقدار توان جذب شده مورد نیاز برای از بین بردن جوانه زنی علف هرز به دست آمد. میانگین اندازه میدان اعمال شده در عمق cm 1 خاک حدود V/m 5700 و مقدار انرژی لازم برای از بین بردن قدرت جوانه زنی بذر خاکشیر موجود در خاک J/cm3 200 برآورد شده است.
    کلیدواژگان: کنترل علف هرز، بذر خاکشیر، ریزموج، الکترومغناطیس، مگنترون
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طراحی و ساخت آنتن تک قطبی فراپهن باند با سه باند قطع کنترل پذیر
    سید احمد میرمنافی*، حمید خدابخشی صفحه 31
    در این مقاله یک آنتن فراپهن باند تک قطبی با باندهای قطع کنترل پذیر و ساختار ساده ارائه شده است. آنتن ارائه شده از نوع آنتن پچ بیضوی با تغذیه خط مایکرواستریپ می باشد. برای ایجاد باندهای قطع، از شکاف هایی بر روی سطح پچ استفاده شده است که هر یک از این شکاف ها به منظور ایجاد باند قطع در باندهای WLAN (GHz 4/2- 48/2 ، GHz15/5- 35/5) و WiMAX (GHz 3/3-6/3) مورد استفاده قرار می گیرد. با تغییر وضعیت هر یک از شکاف ها تعبیه شده بر روی آنتن توسط سوئیچ های فرکانس بالا، باندهای قطع به صورت مستقل می توانند کنترل گردند. نتایج شبیه سازی و اندازه گیری تطبیق امپدانسی مناسب در طول بازه فرکانسیGHz 11-2/2 جهت کاربرد درسامانه های فراپهن باند و ایجاد باندهای قطع فرکانسی مستقل از یکدیگر را نشان می دهد. ابعاد آنتن پیشنهادی mm40 ×30×6/1 و زیرلایه آنتن از جنس FR4 می باشد. در این مقاله، آنتن پیشنهادی با آنتن های UWB مقالات پیشین مقایسه شده است. مزایای ساختار پیشنهادی ابعاد کوچک و کنترل باندهای قطع به طور مستقل و محدوده فرکانسی وسیع تر می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن تک قطبی، آنتن فراپهن باند، باند قطع کنترل پذیر
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طراحی، شبیه سازی و ساخت شیفت دهنده فاز فریتی موج بری در باند فرکانسی X
    ناصر منتصری*، یعقوب قانع قره باغ صفحه 45
    در این مقاله طراحی و ساخت شیفت دهنده فاز فریتی غیر هم پاسخ موج بری در فرکانس مرکزی GHz 4/9 بررسی شده است. در طراحی تاثیر پارامترهای مختلف مثل مکان، عرض و میزان بایاس فریت در شیفت فاز و تضعیف مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی پارامترهای مختلف، حالت بهینه برای شیفت دهنده فاز انتخاب شده است. با توجه به این که امکان استفاده از روش تحلیلی برای چنین ساختاری فراهم نیست، از نرم افزار HFSS با روش المان محدود برای محاسبه و بهینه سازی شیفت دهنده فاز استفاده شده است. شیفت دهنده فاز نهایی ساخته شده، شامل موج بر 112- WR و چهار تیغه فریتی با ابعاد mm 30 mm 5 mm 2 چسبیده به دیواره پهن موج بر می باشد. نتایج اندازه گیری نشان می دهند که در فرکانس GHz 4/9 شیفت فاز حدود 90 و تضعیف کمتر از dB 15/0 حاصل شده است. نتایج حاصل از اندازه گیری و شبیه سازی کاملا منطبق بوده و صحت مراحل بهینه سازی را تایید می کند.
    کلیدواژگان: فریت، شیفت دهنده فاز فریتی، شیفت دهنده فاز موج بری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • A New Approach for Designing Current Compression Generators with the Aim of Energy Efficiency Improvement and the Quality of LORAN Signal in Local Positioning System
    M. R. Alizadeh Pahlevan* Page 1
    In this paper, a local positioning system based on LORAN positioning system is investigated. A radio foundation LORAN system accurately gains the position by measuring the difference in arrival times of vehicles which are far from each other and are moving from the transmitter station. LORAN transmitter station consists of power supply, antenna coupling network, and antenna damping network. Power supply in local positioning system is in charge of generating half sine wave through the current compression generator. In this paper, the principle of designing current compression generators (CCG) is proposed with the aim of transferring the maximum energy utilizing the least number of CCG modules. This approach is in contrast with the conventional ones in which the same CCG modules are employed. Accordingly, in the same number of CCGs, the proposed strategy is capable of transferring more energy to antennae circuit as well as higher quality in LORAN signal. The analytical design of CCGs is carried out to make the antenna current being the maximum of 175 amps at 62.5 microseconds. To this end, both strategies are examined and their results will be quantitatively and qualitatively compared with each other.
    Keywords: Local Based Positioning System, Current Compression Generators, LORAN Transmitter, Analytic Designing
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Study on Impression of Coupling Between Torque and Maglev Windings on the Performance of BPMSM Suspension Control System
    M. Jafarboland*, A. Shirzadi Page 11
    In bearingless permanent magnet synchronous motor, both torque winding and magnetic levitation winding are placed in common stator slots. When the rotor is not in the center of the stator, coupling is established between two windings. In most of the researches to be realized about control of this motor, coupling between two windings is neglected. In this paper, the impression of coupling between two windings on performance of suspension control system is studied. Simulation results show that coupling between two windings is not negligible and disturbances such as sudden changing of reference signals of radial displacement components and radial forces on shaft can displace the equilibrium point of rotor. Furthermore, in this paper with consideration of coupling between two windings, a proper controller has been designed in order to attain the desired performance of the motor against the sudden changing of reference signals of radial displacement components. Simulation results confirm the necessity of coupling effect modeling and correctness of the proposed method.
    Keywords: Bearingless Permanent Magnet Synchronous Motor (BPMSM), Torque Winding, Magnetic Levitation Winding (Maglev winding), Coupling, Mathematic Model
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Practical Feasibility of Using ISM Band Microwave Heating Treatment for Sisymbrium Irio Weeds
    D. Siyar, M. Behzadi, H. Ali Akbarian* Page 23
    Weed control is one of the most important problems of agriculture industry due to the reduction of productivity of the fields. Traditional, chemical, and biological weed management alternatives have their own drawbacks such as environmental issues. This opens the doors for new technologies such as microwave treatment of weeds which directly target the weeds using electromagnetic heating. Due to their sensitivity, by increasing weed seeds temperature to about 60 degrees, they will lose their germination potential. The effects of microwave on a famous type of weed named Sisymbrium Irio have been investigated. Ready to germinate, buried weed seeds are exposed to microwave power in different exposure times. The results of our experiments and simulation show that the average electric field in the depth of 1cm in soil is around 5700 V/m and the amount of dissipated energy that is necessary for destroying Sisymbrium Irio seeds germination is around 200 J/cm3.
    Keywords: Weed management, Sisymbrium Irio seeds, Microwave, Electromagnetic, Magnetron
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Design and Construction of Frequency Reconfigurable Micro-Strip UWB Antenna with Triple Controllable Notched Bands
    S. A. Mirmanafi, H. Khodabakhshi* Page 31
    In this article a simple and compact frequency reconfigurable microstrip UWB Antenna with triple band notched is presented. The proposed antenna consists of an elliptic patch, and a micro-strip feed line. Three slots are used on the surface of patch to achieve notched bands. Each one of these slots is used in order to achieve notched band in WLAN (2.4-2.48GHz, 5.15-5.35GHz) and WiMAX (3.3-3.6GHz) bands. By changing the status of each slots Embedded on antenna by the high-frequency switches, notch bands can be controlled independently. The results of simulations and measurements show a proper impedance matching in the frequency range 2.2-11 GHz and achieving independent frequency notched bands. So, the antenna is capable of operating in one of the multiple modes which makes it an excellent candidate for UWB applications.
    Keywords: Frequency Reconfigurable Antenna, Ultra-Wide Band Antenna, Controllable Notched Band
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Design, Simulation and Fabrication of Ferrite Phase Shifter Waveguide in Frequency Band X
    N. Montaseri*, Y. Qaneh Qarehbagh Page 45
    In this paper, the design and fabrication of a non-reciprocal phase shifter with high power handling capability is considered in the frequency of 9.4 GHz. In the design procedure, the effect of ferrite parameters such as location, width, and DC magnetic bias over phase shift value and insertion loss is outlined. By considering various parameters, the optimum design to obtain suitable phase shift is chosen. As regards impossibility of theoretical analysis of such structures, the HFSS simulator is used for calculation and optimization of the phase shifter. To ensure HFSS results, the structure is also simulated using the CST simulator and obtained results of two simulators are compared together. The final phase shifter consists of standard waveguide WR-112 and four ferrite slabs where connected to the wide wall of waveguide with dimension of 2mm×5mm×30mm. The measured results show that the 90° phase shift and insertion loss about 0.15 dB are obtained in frequency of 9.4 GHz. The measurement results have a very good agreement with simulation results.
    Keywords: Ferrite, Ferrite Phase Shifter, Waveguide Phase Shifter
    Abstract View Paper Original: Persian