فهرست مطالب

The Modares Journal of Electrical Engineering - Volume:14 Issue: 2, 2014

The Modares Journal of Electrical Engineering
Volume:14 Issue: 2, 2014

  • تاریخ انتشار: 1393/04/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقاله پژوهشی کامل
  • مرضیه نصیریان *، فیروزه ذاکر حسین، محسن مداح علی، غلامرضا عسکری صفحات 1-9
    پهنای باند امپدانسی آنتن های پچ میکرواستریپ می تواند با استفاده از شکاف U شکل و تغذیه تزویج مجاورتی افزایش یابد. اگرچه برخی قوانین طراحی اخیرا برای آنتن با شکاف Uشکل و تغذیه با پروب ارائه شده اند،اما تغذیه تزویج مجاورتی سبب می شود که پارامترهای زیادی در پروسه طراحی وارد شوند که مواجه شدن با همه ی آن ها گیج کننده به نظر می رسد. در این مقاله پس از بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر فرکانس های رزونانس چندگانه ی آنتن و شناسایی فاکتورهای تاثیرگذارتر، خطوط راهنمایی برای طراحی یک آنتن میکرواستریپ با شکاف U شکل و تغذیه تزویج مجاورتی پیشنهاد شده اند. به علاوه یک المان آنتن با پهنای باند امپدانسی 16% در فرکانس مرکزی 7/16 گیگاهرتز طراحی شده و پهنای باند وسیع و مشخصات تشعشعی آن مفصلا مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین آنتن های آرایه ای 2×1 و 2×2 طراحی شده اند که می توانند به عنوان زیرآرایه در طراحی آرایه های بزرگ به کار روند. نتایج اندازه گیری تلفات بازگشتی و پترن تشعشعی تطبیق خوبی با نتایج شبیه سازی دارند.
    کلیدواژگان: آنتن میکرواستریپ، شکاف U شکل، تغذیه تزویج مجاورتی، پهن باند
  • مصطفی عبدالحمیدی *، محمود محمدطاهری، مهدی احمدی علی آباد صفحات 10-17
    در این مقاله یک ترکیب کننده دوتایی توان برای فرستنده های پخش تلویزیون دیجیتال در باند فرکانسی UHF عرضه شده است که جزء پایه ای آن یک تزویج کننده استریپ لاین از نوع تزویج از پهناست.
    سطح تلفات بازگشتی در تمامی درگاه های این ترکیب کننده در کل باند فرکانسی پخش تلویزیون دیجیتال (یعنی 470 تا 862 مگاهرتز) بالاتر از 28 dB است. سطح ایزولاسیون بین هر جفت از درگاه های ایزوله در این باند فرکانسی بالاتر از 29dB است. پاسخ فرکانسی مناسب این ترکیب کننده توان نتیجه اصلاحات و تغییراتی است که در ساختار عنصر اصلی تزویج کننده آن داده شده است. این اصلاحات عبارت بوده اند از به کارگیری یک ساختار تزویج کننده چند قطعه ای استریپ لاین از نوع تزویج از پهنا و نیز حذف خم های نامناسب در ساختار استریپ لاین. با وجود اینکه در طراحی این ترکیب کننده توان تمامی استانداردهای محدود کننده ساختاری صنعتی (از جمله فاصله استاندارد 3واحد راک میان درگاه های ورودی) رعایت شده است، پاسخ فرکانسی این ترکیب کننده توان رفتاری وسیع باند و غیر رزونانسی دارد. به علاوه، با نامتقارن کردن ساختار عنصر اصلی تزویج کننده، ابعاد و هزینه نهایی این ترکیب کننده به طور چشمگیری کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: تزویج کننده جهتی، توان بالا، ساختار فشرده و کم هزینه
  • علیرضا مذنبی*، کامبیز افروز صفحات 18-24
    این مقالهیک تقسیم کننده/ترکیب کننده ی توان فیلتری بر اساس موج بر مجتمع شده در زیرلایه و هایبرید 180 درجه ارائه می دهد. هایبرید 180 درجه استفاده شده شامل یک کوپلر3-dBHمسطح و یک شیفت دهنده ی فاز 90 درجه پهن باند است.شیفت دهنده ی فاز از شکاف های طولی غیر تشعشعی که روی سطح هادی بالایی موج بر مجتمع شده در زیرلایه قرارگرفته اند، تشکیل شده است. ما به وسیله ی آرایه ای از شکاف های عرضی غیرمشابه پاسخ فیلتری به ساختار اضافه کرده ایم. ابعاد شکاف ها به وسیله ی استخراج ضریب کیفیت خارجی و ضریب تزویج و رابطه ی بین آن ها با ابعاد شکاف ها به دست آمده است. ساختار پیشنهادشده با استفاده از نرم افزار شبیه سازADSبرای فرکانس 8.2GHzطراحی شده است. نتایج نشان می دهد پهنای باند نسبی برای حالت جمع کنندگی برابر 13.7% و برای حالت تفاضلی برابر 14.93% است. برای حالت جمع کنندگی، کمترین تلف عبوری برابر 3.78dB و تلف برگشتی در باند عبور بیشتر از 25dB است. برای حالت تفاضلی، کمترین تلف عبوری برابر 3.81dB و تلف برگشتی در باند عبور بیشتر از 26dB است.
    کلیدواژگان: کلید واژگان: هایبرید 180 درجه، شیفت دهنده ی فاز، ترکیب کننده، تقسیم کننده، موج بر مجتمع شده در زیرلایه (SIW)
  • هادی فائزی *، سجاد صادقی، کریم محمدپور اقدم، فرخ حجت کاشانی، مجید طیرانی صفحات 25-31
    در این مقاله روش ساده ای برای طراحی و پیاده سازی آنتن موج نشتی متشکل از یک موجبر مربعی و شکاف طولی بلند بر روی دیواره پهن آن به کمک شبیه-سازی کامپیوتری ارائه شده است. در این روش که به کمک نرم افزار HFSS انجام می شود، ابتدا تضعیف موجبر به ازای محل قرار گیری شکاف نسبت به مرکز موجبر توسط HFSS محاسبه شده و در ادامه با بهره گیری از نرم افزار مطلب، محل دقیق شکاف نسبت به طول موجبر برای توزیع دلخواه روزنه تشعشعی محاسبه می شود. در پایان بر اساس روش معرفی شده، یک نمونه آنتن شکافی با توزیع تیلور در باند فرکانسی Ku و سطح لوبهای جانبی -30dB طراحی و ساخته شده است. با مقایسه نتایج شبیه سازی و اندازه گیری پترنهای تشعشعی، درستی روش پیشنهادی تایید می شود.
    کلیدواژگان: آنتن موج نشتی، شکاف طولی بلند، طراحی به کمک کامپیوتر و HFSS
  • محمدحسن معینی، محمدحسین نوید فامیلی*، کیوان فرورقی، مازیار سلطانی الکوه، نعمت الله قهوه چیان صفحات 32-46
    در این تحقیق اسفنج میکروسلولار ترموپلاستیک پلی یورتان به عنوان ماده جاذب در محدوده باند فرکانسی X به کمک تحلیل عددی و آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. در چارچوب این پژوهش هدف بر این است که میان ریخت شناسی اسفنج شامل اندازه سلول و کسر حجمی هوا و خواص جذب راداری آن ارتباط برقرار نمود. بنابراین در ابتدا پس از تشریح روش عددی به کار رفته و نحوه مدلسازی، به تحلیل عددی اسفنج میکروسلولار با اندازه سلول و کسر حجمی مختلف پرداخته می شود. طراحی و ساخت اسفنج نانو کامپوزیتی با ریخت شناسی مختلف با استفاده از گاز دی اکسید کربن فوق اشباع به عنوان عامل اسفنج ساز فیزیکی مرحله بعدی این تحقیق است. پس از اندازه گیری پارامترهای S نمونه ها به کمک دستگاه VNA، نتایج عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه می شوند و نهایتا ارتباط میان ساختار اسفنج و خواص جذب راداری که برای بهینه سازی مواد در کاربردهای جاذب رادار ضروری است، بنا می شود.
    کلیدواژگان: اسفنج میکروسلولار، مواد جاذب رادار، ترموپلاستیک پلی یورتان، شکل شناسی اسفنج، خواص الکترومغناطیس
  • مهدی رهاننده لفمجانی*، امیرسامان نورامین، متین حسین زاده، عمیدالدین متاجی کجوری صفحات 47-52
    در این مقاله یک آنتن شکافدار و پهن باند فشرده با وزن سبک که دارای الگوی تشعشع همه جهته و بهره پایدار در پهنای باند 3.1 تا 10.6 مورد برسی قرار می گیرد. این آنتن متشکل از یک شکاف بیضوی است که با یک خط انتقال 50 اهم اریب به شکل چنگال تغذیه می گردد. با اضافه کردن دو نوار U شکل معکوس در بخش بالایی شکاف بیضوی دو بازه فرکانسی اضافه می شود که برای پوشش استانداردهای GSM(1770–1840 MHz) و Bluetooth(2385–2490 MHz) مناسب است. در مجموع تلفات بازگشتی، الگوی تشعشع همه جهته و بهره اندازه گیری شده با شبیه سازی ها مطابقت دارد. ساختار پیشنهاد شده را می توان در ارتباطات بیسیم در پهنای باند های متفاوت مورد استفاده قرار داد. این ساختار فشرده با ابعاد کوچک (27×24 mm2) و وزن بسیار کم، به راحتی قابل ساخت بوده و بر این اساس می تواند گزینه مناسبی برای کاربرد در انواع سیستم های قابل حمل و سیستم های مخابراتی سبک وزن باشد.
    کلیدواژگان: پهن باند، سبک وزن، چندبانده، شکاف
|
  • Marzieh Nasirian *, Firouzeh Zaker Hossein, Mohsen Maddah, Ali, Gholam Reza Askari Pages 1-9
    The frequency bandwidth of microstrip patch antennas can be increased using both of U-slot and proximity feeding. Although some design rules have been already explained for the probe-fed U-slot antenna the proximity coupling causes to consider a lot of parameters for design procedure; consequently, to deal with all of them seems confusing. In this paper after investigating the effect of various parameters on the multiple resonant frequencies of the antenna and recognizing the most effective factors, some guidelines to design a proximity coupled U-slot microstrip antenna are proposed. In addition, an antenna element with 16% impedance bandwidth is designed at center frequency of 16.7GHz, and its broadband impedance and radiation characteristics are vastly considered. Also, 1×2 and 2×2 arrays of the antenna element are designed to use as subarrays for designing large arrays. The measurement results of return loss and radiation pattern, show good agreement with simulation results.
    Keywords: microstrip antenna, U, slot, proximity coupled feed, wide band
  • Mostafa Abdolhamidi *, Mahmood Mohammad, Taheri, Mehdi Ahmadi Ali, Abad Pages 10-17
    A two-way combiner with a built-in broadside-coupled stripline coupler, for digital video broadcast transmitters at UHF frequencies is presented. The combiner exhibits more than 28dB of return losses at all ports in the entire digital television broadcast frequency band (namely 470MHz-862MHz). The isolation levels between each pair of isolated ports are more than 29dB in the above frequency band. The excellent frequency responses are obtained due to our modifications in the structure of the constituent coupled-line coupler in the form of the utilization of a multi-section broadside-coupled stripline structure and the elimination of the improper stripline bends. While the presented combiner satisfies all standard industrial requirements such as 3U (three Rack Units) distance of input ports, it shows wideband and non-resonant behavior in the frequency responses. In addition, by introducing a novel asymmetry in the structure of the intrinsic coupled-line coupler, significant reductions in the combiner size and cost are achieved.
    Keywords: Directional coupler, High power, Compact, low cost structure
  • Alireza Moznebi *, Kambiz Afrooz Pages 18-24
    This paper presents a filtering power divider (PD)/power combiner (PC) using substrate integrated waveguide (SIW)-based 180o hybrid. The utilized 180o hybrid includes a standard H-plane 3-dB coupler and a broadband 90o phase shifter. The phase shifter is composed of non-radiating longitudinal slots patterned on the top conducting surface of the SIW. We have added the filtering property to the structure by an array of dissimilar transverse slots. The slots dimensions are obtained by the extracted external quality factor, coupling coefficient and the relationship between them and the slots dimensions. The proposed structure is designed for 8.2 GHz and investigated by ADS simulator. The results show the fractional bandwidth of the sum and difference ports are 13.7% and 14.93%, respectively. For sum operation, the minimum insertion loss is 3.78 dB and the return loss is above 25 dB in the passband. For difference operation, the minimum insertion loss is 3.81 dB and the return loss is above 26 dB in the passband.
    Keywords: 180o hybrid, phase shifter, power combiner, power divider, substrate integrated waveguide (SIW)
  • Hadi Faezi *, Sajad Sadeghi, Karim Mohammadpour, Aghdam, Farokh Hodjat Kashani, Majid Tayarani Pages 25-31
    In this study, a new simple method for design and implementation of rectangular waveguide leaky wave antenna with the longitudinal long slot is presented. In this method which has been done using HFSS, firstly, the waveguide attenuation is calculated based on the position of the slot in relation to the waveguide broad wall. Then the desired aperture illumination is fitted to the slot position on the broad wall of the waveguide by MATLAB. Finally, a Taylor-distributed rectangular waveguide leaky wave antenna with 30 dB SLL designed and fabricated in ku band. The good agreement between the simulation and the measurement results for radiated patterns verifies the effectiveness of the presented method.
    Keywords: Leaky wave antenna, longitudinal slot, computer aided, HFSS
  • Mohammad Hassan Moeini, Mohammed Hussain Navid Family*, Keivan Forooraghi, Maziar Soltani Alkouh, Nematollah Ghahvechian Pages 32-46
    In this research, microcellular thermoplastic polyurethane foams are investigated as an absorbing material in the X-band (8.2-12.4GHz) frequency range by means of numerical analysis and experiment. In the frame of this work, we aim at establishing relationships between the foams morphology including cell size and air volume fraction and their radar absorbing properties.
    We therefore first describe numerical method and modelling. Then numerical analysis of microcellular foams in various cell sizes and air volume fractions are explained. Then design basis and preparation of nanocomposite foams of various morphologies using supercritical carbon dioxide (scCO2) as physical foaming agent are presented. After measuring the S-Parameters of the samples by VNA, numerical and experimental results are compared and finally we establish structure/properties relationships that are essential for further optimizations of the materials for the radar absorbing applications.
    Keywords: Microcellular Foam, Radar Absorbing Properties, Thermoplastic Polyurethane, Foam Morphology, Electromagnetic Properties
  • Mahdi Rahanandeh Lafmejani *, Amir Saman Nooramin, Matin Hosseinzadeh, Amideddin Mataji, Kojouri Pages 47-52
    a compact size and lightweight planar ultra-wideband (UWB) antenna with an omnidirectional radiation pattern and a stable gain in the frequency range 3.1-10.6 GHz is proposed and investigated. The antenna consists of an elliptical shaped slot which is fed by a 50-Ω microstrip line that is beveled and has fork-shaped is designed. Attaching two inverted U-shape strips at the upper part of the slot, two additional bands are realized covering GPS, upper part of GSM (1770–1840 MHz), and Bluetooth (2385–2490 MHz) bands. The calculated return loss, omni-directional radiation pattern, and peak gain are in good agreement with the measurement results. The antenna can provide high-performance wireless communications over different frequency bands. This structure has a compact size (27×24 mm2), is lightweight, and can be easily fabricated. According, the proposed antenna is expected and normal to be a good candidate in various applications in portable and lightweight communication system.
    Keywords: ultra, wideband, lightweight, multi, band, slot