فهرست مطالب

نشریه الکترومغناطیس کاربردی
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 12، پاییز 1395)

  • 72 صفحه، بهای روی جلد: 100,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1395/09/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرید نظری، هادی علی اکبریان *، سهیل رادیوم صفحات 1-10
    تعیین خصوصیات ماده با استفاده از موجبر مستطیلی نیازمند یک قاب نگهدارنده نمونه و یک روش پیچیده جهت آماده سازی نمونه می باشد. در این مقاله با تغییراتی در روش معمول موجبری برای اندازه گیری ضریب گذردهی الکتریکی و حذف قاب نگهدارنده، نشان داده می شود که روش معمول کالبیراسیون TRL و الگوریتم NRW برای بدست آوردن ثابت دی الکتریک و تانژانت تلفات با شرایطی قابل استفاده می باشد. در ادامه، این روش برای اندازه گیری های باند C برای مواد مختلف شبیه سازی و سپس پیاده سازی شده است. برای مواد با ضخامت کم دقت روش بهتر می باشد و تا ضخامتλ_g 12/0(طول موج در ماده تحت اندازه گیری) نتایج مناسب می باشد. میزان خطا در حالت شبیه سازی تمام موج کمتر از 8 درصد و در اندازه گیری قسمت حقیقی ثابت دی الکتریک کم تر از 15 درصد بدست آمده است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری ضریب دیالکتریک، کالیبراسیون TRL، مشخصات ماده، الگوریتم NRW، ضریب نفوذپذیری
  • محمدرضا علیزاده پهلوانی *، ایمان سلطانی، آرش دهستانی کلاگر صفحات 11-20
    تعیین خصوصیات ماده با استفاده از موجبر مستطیلی نیازمند یک قاب نگهدارنده نمونه و یک روش پیچیده جهت آماده سازی نمونه می باشد. در این مقاله با تغییراتی در روش معمول موجبری برای اندازه گیری ضریب گذردهی الکتریکی و حذف قاب نگهدارنده، نشان داده می شود که روش معمول کالبیراسیون TRL و الگوریتم NRW برای بدست آوردن ثابت دی الکتریک و تانژانت تلفات با شرایطی قابل استفاده می باشد. در ادامه، این روش برای اندازه گیری های باند C برای مواد مختلف شبیه سازی و سپس پیاده سازی شده است. برای مواد با ضخامت کم دقت روش بهتر می باشد و تا ضخامتλ_g 12/0(طول موج در ماده تحت اندازه گیری) نتایج مناسب می باشد. میزان خطا در حالت شبیه سازی تمام موج کمتر از 8 درصد و در اندازه گیری قسمت حقیقی ثابت دی الکتریک کم تر از 15 درصد بدست آمده است.
    کلیدواژگان: سلف توان بالا، جریان گردابی، سامانه موقعیت یاب زمین پایه، تلفات گردابی
  • مجتبی فلاح زاده، هادی علی اکبریان *، ابوالفضل حدادی، سهیل رادیوم صفحات 21-30
    در بین آنتن هایی که برای پوشش دهی ماهواره های LEO در محدوده ی فرکانسی مایکروویو به کار گرفته می شوند آنتن های چوک رینگ یکی از بهترین گزینه ها محسوب می شوند. در این مقاله یک آنتن چوک رینگ با چهار رینگ هم محور با پروفایل پله ای نزولی از مرکز فاز آنتن طراحی و بهینه سازی شده و پس از ساخت مورد آزمایش قرار گرفته است. مشخصات مورد نیاز آنتن بر اساس نیازهای پروژه ماهواره ناهید-1 محاسبه شده است. پلاریزاسیون دایروی آنتن توسط تیغه ی سپتوم تعبیه شده در داخل موجبر دایره ای متصل به آنتن تامین می شود. پترن تشعشعی وسیع آنتن محدوده ی 125 درجه ای را در راستای زاویه ی فراز در فرکانس 5/10 گیگاهرتز با بهره ای بهتر از 3 دسیبل پوشش می دهد. به منظور کاهش اثرات بدنه ی ماهواره و صفحات خورشیدی بر الگوی تشعشعی آنتن، با نصب آنتن بر روی ماکت ماهواره تمامی اثرات آن بر روی آنتن از طریق اندازه گیری و هم شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا برای کاهش اثرات مخرب صفحات خورشیدی بر روی آنتن، ارتفاع آن از سطح ماهواره مقداری افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: آنتن چوک حلقه پلهای نزولی، ماهوارهی LEO، اثر بدنه ماهواره، لینک باند X
  • جعفرخلیل پور، اسماعیل زارع زاده *، مریم حاجبی صفحات 31-43
    در این مقاله برای افزایش پهنای باند آنتن های میکرواستریپی، از آرایه های متناوب لگاریتمی استفاده شده است و برای تغذیه آرایه ها نیز روش های تغذیه ی Inset و Proximity انتخاب شدند. شبیه سازی ها و نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که با استفاده از تغذیه Inset پهنای باند افزایش یافته و تطبیق امپدانسی بهتر از ترمینال ورودی حاصل می شود. بعلاوه با استفاده از تغذیه Proximity به دلیل حذف اتصالات T شکل و لحیم کاری ها، تشعشعات ناخواسته از بین رفته و در نتیجه بهره و پهنای باند بیشتر و ابعاد کوچکتری نسبت به آنتن با تغذیه Inset به دست می آید. در این مقاله از یک ماده دی الکتریک از جنس FR4 با ضخامت mm6/1 و ثابت دی الکتریک 4/4ε_r= استفاده شده است و فرکانس تشدید و امپدانس مشخصه خط تغذیه به ترتیب GHz 03/3 و Ω50 در نظر گرفته شده اند. با استفاده از آرایه متناوب لگاریتمی، پهنای باند امپدانسی و بهره ی آنتن میکرواستریپ به ترتیب از %7/2 و حدودdB 2 برای تک المان، به %4/27 وdB 8 برای 5 المان افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: آنتن میکرواستریپ، آرایه متناوب لگاریتمی، تغذیه Inset، تغذیه Proximity، تطبیق امپدانسی
  • محمد یزدانی اسرمی، سید اصغر غلامیان *، مهدی میرایمانی، جعفر ادبی فیروزجایی صفحات 45-56
    امروزه ابررسانایی یکی از فناوری های پیشرو در زمینه های کاربردی بخصوص در زمینه مهندسی برق می باشد. امکان بهره گیری از این فناوری در ساخت تجهزات قدرت الکتریکی با راندمان بیشتر، تلفات کمتر، قابلیت اطمینان بالاتر و نیز ابعاد و اندازه های کوچکتر نسبت به تجهیزات غیرابررسانای موجود، زمینه را برای مطالعه و سرمایه گذاری بیشتر در امر تحقیق و توسعه این فناوری فراهم آورده است. از مهمترین ویژگی های نوارهای ابررسانای دما بالای نسل دوم چگالی جریان بسیار زیاد آنها و نیز تلفات جریان متناوب بسیار کم نسبت به هادی های مسی می باشد. ابررساناهای دما بالای برپایه دوتریم تا 100 برابر چگالی جریان بالاتر از مس و البته قیمتی 20 برابر هادی مسی دارند. میزان تلفات جریان متناوب نوارهای ابررسانا، یکی از محدودیت های مهم طراحی برای کاربردهای تجهیزات قدرت الکتریکی است. بدین منظور روش های متعددی برای اندازه گیری، تخمین و محاسبه این میزان تلفات در منابع معتبر منتشر شده که یکی از روش های موثر، روش های عددی می باشند که کم هزینه، سریع و با توجه به مقایسه آنها با روش های مبتنی بر اندازه گیری، دقیق هم هستند. در این مقاله، مدلسازی عددی برای محاسبه تلفات جریان متناوب نوارهای ابررسانای دما بالای نسل دوم بر پایه دوتریم به روش اجزاء محدود و با استفاده از فرمولسازی H در سه حالت تحت میدان مغناطیسی خارجی، در حالت جریان حامل و نیز اعمال همزمان هر دو حالت انجام شده است. شایان ذکر می باشد در هر حالت، نتایج برای زمانیکه جریان بحرانی مستقل از و یا وابسته به چگالی شار مغناطیسی بوده محاسبه و تحلیل شده است.
    کلیدواژگان: ابررساناهای دما بالا، تلفات جریان حامل، تلفات جریان متناوب، روش اجزاء محدود، میدان مغناطیسی خارجی
  • امیره سیدفرجی، وحید احمدی * صفحات 57-64
    در این مقاله، با استفاده از موجبر کریستال فوتونی هایبرید، ساختاری برای تقویت کننده رامان پیشنهاد می شود که در آن به کمک ایجاد نانو حفره های پر شده با مواد اپتوفلوییدی در مسیر پمپ و سیگنال، سرعت گروه پمپ و سیگنال کاهش یافته و در نتیجه بهره و عرض باند تقویت رامان افزایش می یابد. در این ساختار، پارامترهای هندسی برای دست یابی به بهره و عرض باند تقویت بزرگتر، بهبود می یابند. معادلات ماکسول به روش FDTD و با درنظر گرفتن اثرات غیرخطی جذب دو فوتونی، جذب حامل آزاد، اثر کر و مدلاسیون فاز خودی در موجبر کریستال فوتونی هایبرید حل می شوند. سپس با تزریق هم زمان 3 پمپ با طول موج و توان مناسب به ساختار تقویت کننده رامان با طول um 350، بهره رامان 10.06 db و عرض باند تقویت nm 5.75 حاصل می شود.
    کلیدواژگان: کریستال فوتونی هایبرید، مواد اپتوفلوییدی، تقویت کننده رامان، معادلات ماکسول
|
  • F. Nazari, H. Aliakbarian *, S. Radiom Pages 1-10
    Characterization of dielectric materials by using rectangular waveguide method usually requires a sample holder frame and a complex procedure of preparing and fixing the sample. In this paper, by removing the sample holder, the conventional waveguide method is made faster and simpler. It is shown that the conventional TRL calibration method together with NRW algorithm is able to obtain dielectric constant and loss tangent. The method is fully studied for different materials in a C band measurement setup. It is shown that for materials with lower thickness, the precision of the method up to a thickness of 0.35 λ_g (wavelength of matter under test) is acceptable. The simulation and the measurement error of a 1.5mm substrate with a dielectric constant of 3 are less than 8% and 15% respectively.
    Keywords: Dielectric Constant Measurement, TRL Calibration, Material Characterization, NRW Algoritm, Permeability
  • M. R. Alizadeh Pahlavani *, I. Soltani, A. Dehestani Kolagar Pages 11-20
    The Laurent local current transmitter of ground-based Positioning System uses several High power inductance ferrite or metal cores. Nonlinear behavior of these inductors with transient frequency variations in the case of fluctuations is of much importance in flow losses and in the efficiency of the transmitter. In this paper, the relations of vortex flow losses in high power solenoids with foliate cores are presented. On the other hand, it is shown that these relations can be used as a reference model at different frequencies for high-power inductors with foliate cores. The results of modeling and simulation show the effects of nonlinear parameters in the inductor on the performance of the transmitter's inductors. The paper will reveal that the 100 kHz frequency of the Laurent flow transmitter is the boundary of reducing the rate of loss of vortex flow and increasing efficiency in this transmitter. It also shows that under this frequency, the losses of the vortex flow are proportional with and above this frequency with f2.
    Keywords: Eddy Currents, Laminated Magnetic Cores, LPS, High Power Inductor
  • M. Fallahzadeh, H. Aliakbarian *, A. Haddadi, S. Radiom Pages 21-30
    Choke ring antenna is one of the best options among many types of antennas being used for LEO satellites operating in microwave frequencies. In this paper, a four-ring stepped choke ring antenna with a descending profile has been designed, optimized, fabricated and tested. This cylindrical waveguide fed antenna produces circular polarization by using a septum. The wide radiation pattern of this antenna covers 125 degrees in 10.5 GHz with a gain better than 3dB. To minimize the effects of the satellite body and solar panels on the radiation pattern, the antenna has been mounted on a satellite mock-up whose effects have been fully investigated in simulation and measurement.
    Keywords: Stepped Choke Ring Antenna, LEO Satellite, Parasitic Effect of Body, Antenna Installation, X Band Link
  • J. Khailpour, E. Zarezadeh *, M. Hajebi Pages 31-43
    This study deals with a design and implementation of a microstrip patch antenna array that are feeding by Inset and Proximity methods. Results showed that antenna would have high frequency bandwidth and better impedance matching in Inset feeding. Also in Proximity feeding, unwanted radiation vanished because T-shape connections were eliminated. Simulation and experimental results cleared that antenna in the Proximity method has a smaller size, more gain and better impedance bandwidth than the Inset method. This paper chooses dielectric material FR4 with dielectric substrate permittivity of 4.4 by h=1.6mm. Therefore, operational frequency and input impedance are equal to 3.03 GHz and 50 ohm. Meanwhile, results showed impedance bandwidth and gain increased from 2.7% and 2dB for single arrays to 27.4% and 8dB for 5 arrays.
    Keywords: Microstrip Antenna, Log-Periodic Array, Inset Feed, Proximity Feed, Impedance Matching
  • M. Yazdani-Asrami, S. A. Gholamian *, M. Mirimani, J. Adabi Firuzjaie Pages 45-56
    Superconductivity is one of the most advanced technologies to use in technical applications especially in electrical engineering applications. This technology is of great interest in R&D stage to fabricate electrical power arraratus because of promising features such as higher efficiency, lower loss, better reliability, smaller size and compact assembly compared with conventional electrical components. The most important properties of high temperature superconducting (HTS) tapes are large current density, high power density and very low AC loss. Yttrium-based second generation HTS tapes have got 100 times higher current density and 20 times higher price compared with conventional copper wires. The most important limitation on application of superconducting technology in power applications is AC loss of the HTS tapes. Many methods have been developed during last decay in order to measure, estimate and calculate the AC loss of the HTS wires. One of the low-cost, fast, and precise approaches is numerical modelling methods. In this paper, a numerical model for yttrium-based second generation HTS tapes has been developed in order to calculate AC loss in transport current mode and under external magnetic fields using the H-formaulation finite element method. The dependency of the current density of tape to magnetic field has been considerd in the model.
    Keywords: AC Loss, External Magnetic Field, Finite Element Method, High Temperature Superconductors, Transport Current Loss
  • A. Seyed Faraji *, V. Ahmadi Pages 57-64
    In this paper, we propose a hybrid photonic crystal Raman amplifier structure which in this structure using engineered nanoholes filled with optofluidic material in the signal and pump paths, we reduce pump and signal group velocity to improve the structure and achieve larger Raman gain and bandwidth. Geometrical parameters are changed to obtain enhanced Raman amplification with a greater gain and broader bandwidth. The Maxwell equations are solved using finite difference time domain method considering two photon absorption, free carrier absorption, kerr effect and self phase modulation (SPM) effects. Finally, by injecting 3 pumps with appropriate wavelength and power into the Raman amplifier structure with amplification length of 350 μm, we increased the Raman gain to 10.06 dB and Raman bandwidth to 5.72 nm.
    Keywords: Hybrid Photonic Crystal, Optofluidic Material, Raman Amplifier, Maxwell Equations