فهرست مطالب

صنایع الکترونیک - سال نهم شماره 2 (پیاپی 34، تابستان 1397)

نشریه صنایع الکترونیک
سال نهم شماره 2 (پیاپی 34، تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رضا صداقتی*، محمود رضا شاکرمی صفحات 5-16
    این مقاله استراتژی جدید کنترل و مدیریت توان یک سیستم هیبرید انرژی متشکل از فتوولتاییک، پیل سوختی، باتری و ابرخازن در ریزشبکه جزیره ای را ارائه می دهد که هر دو توان اکتیو و راکتیو برای حمایت از بار محلی را تامین می نماید. واحد فتوولتائیک به عنوان منبع اصلی انرژی بوده که به منظور فراهم نمودن حداکثر توان تولید شده به بار، از یک تکنیک ردیابی نقطه حداکثر توان برای آن استفاده شده است. باتری و ابرخازن هر دو دارای چگالی توان مختلف بوده که به ترتیب جهت تامین بار در حالت گذرا و ماندگار در نظر گرفته شده اند. همچنین برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم، پیل سوختی برای حفظ شارژ کامل باتری انتخاب شده است. همه منابع از طریق مبدل های dc-dc گوناگون به شین dc مشترک ارتباط یافته و سپس سیستم هیبرید از طریق اینورتر منبع ولتاژ به بار ac متصل شده است. برای مدیریت مستقل توان اکتیو و راکتیو سیستم هیبرید، یک طرح کنترلی فازی-تطبیقی مبتنی بر روش مد لغزشی مرتبه کسری ارائه شده است. بخش فازی-تطبیقی، هر دو ترم کنترل معادل و کلیدزنی را در کنترلر مد لغزشی تقریب می زند و به منظور پایداری مطلوب در مقابل پارامترهای نامعین سیستم لحاظ شده اند.
    کلیدواژگان: کنترل و مدیریت توان، سیستم هیبرید انرژی، ریزشبکه جزیره ای، کنترل مد لغزشی
  • بیژن ذاکری*، امیرمسعود مولایی کرمانی، سید مهدی حسینی اندارگلی صفحات 17-28
    در این مقاله، یک روش تخمین DOA دو بعدی برای محیط های چند مسیری ارائه می شود که در آن به طور هم زمان، سیگنال های ناهمبسته، تا حدی همبسته و همدوس حضور دارند. حضور سیگنال های همدوس، باعث افت مرتبه ی ماتریس کواریانس فضایی و در نتیجه کاهش شدید دقت تخمین می شود. از این رو در شیوه ای نوین، ابتدا با توجه به اطلاعات آماری مقدار های ویژه ی ماتریس کواریانس و استفاده از خوشه یاب k-medoids، سیگنال های نا همدوس، گروه های همدوس و زیر فضای نویز با دقت خوبی تفکیک می شوند. پس از تعیین تعداد کل منابع، تعداد منابع نا همدوس و تعداد گروه های همدوس، با تولید یک ماتریس زیر فضای نویز تعمیم یافته، جهت ورود سیگنال های نا همدوس به صورت مجزا تخمین زده می شود. پس از تعیین تعداد سیگنال های همدوس در هر گروه همدوسی به وسیله ی معیار MDL، با ایجاد یک ماتریس فرمان مجازی، تخمین DOA دو بعدی سیگنال های همدوس هر گروه اجرا می شود. روش پیشنهادی نیازمند هیچ-گونه اطلاعت اولیه ای هم چون دانستن تعداد منابع نیست. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که روش پیشنهادی حتی به ازای SNR پایین و تعداد نمونه های دریافتی کم نیز قادر به تفکیک سیگنال های نا همدوس از همدوس است. از لحاظ دقت آشکارسازی و وضوح تخمین نیز، روش پیشنهادی نسبت به روش مرسوم FBSS، به ترتیب بهبود بالای 2/1 درصد و بهبود بالای 43 درصد از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: وضوح بالا، تفکیک دقیق سیگنال ها، سیگنال های همبسته، DOA دو بعدی، انتشار چندمسیری
  • کیازند فصیحی*، زهرا تمسکنی زاهدی صفحات 29-36
    در این مقاله طراحی و شبیه سازی نوری یک سامانه قدرت زای نوری گرمایی جدید ارائه شده است. در بخش گسیلنده سامانه از یک ساختار بلور فوتونی فلزی از جنس تانتالیوم و در بخش جذب کننده از یک قدرت زای نوری مسطح از جنس InAs استفاده شده است. در بخش جذب کننده برای بالا بردن مقدار جذب از پوشش ضد انعکاس از جنس سیلیکون نیتراید به ضخامت 200 نانومتر استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل از تکرار شبیه سازی های عددی نشان داده شد که با تنظیم دمای بخش گسیلنده بر روی 1650 درجه کلوین، طول موج نظیر بیشینه قله تابش نزدیک به مقدار 7/1 بوده و مقدار بهره کوانتومی داخلی بیشینه خواهد بود. به ازای دمای 1650 درجه کلوین، سامانه طراحی شده دارای بهره کوانتومی داخلی و جریان اتصال کوتاه به ترتیب 77% و 62 است. برای شبیه سازی نوری از روش FDTD و نیز برنامه های کدنویسی شده با استفاده از نرم افزار متلب استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نوری موید آن است سامانه قدرت زای پیشنهادی که مبتنی بر بخش گیرنده از جنس InAs است، به مانند سایر مواد با جذب بیشینه در باند میانه که در مرز تحقیقات روز قرار دارند (همچونGaSb، InGaAsSb و InGaAs)، دارای عملکرد مناسبی بوده و می تواند در سامانه های تبدیل انرژی حالت جامد به خوبی به کار گرفته شود.
    کلیدواژگان: سلول قدرت زای نوری، شبیه سازی نوری، بلور فوتونی، سامانه قدرت زای نوری گرمایی
  • طیبه حسینی*، فرانک فتوحی قزوینی، فهیمه سادات ذاکری، نادر مرندی صفحات 37-50
    افزایش رو به رشد آمار بیماری دیابت و مشکلات ناشی از آن، محققین را به حوزه ی پزشکی از راه دور متوجه ساخته است که از جمله مزایای آن می توان به افزایش میزان دسترسی به خدمات بهداشتی، تداوم مراقبت ها، درمان به موقع و افزایش میزان دسترسی به اطلاعات پزشکی اشاره نمود. از این رو در این مقاله یک ابزار اندازه گیری غیرتهاجمی قند خون مبتنی بر سیستم تلفن همراه در بستر شبکه ارائه می شود. در این سیستم، سنسور طراحی شده مبتنی بر اندازه گیری امپدانس بدن می تواند به صورت غیرتهاجمی قند خون فرد را اندازه گیری نماید که اطلاعات حاصل، از طریق بلوتوث به تلفن همراه فرد ارسال می شود. این اطلاعات در تلفن همراه ذخیره و پردازش شده و بر روی صفحه نمایش، قند خون فرد نشان داده می شود. نتایج مقایسه ای حاصل از سیستم پیشنهادی و سیستم استاندارد اندازه گیری قند خون بیانگر دقت بالای 73% این روش می باشد. همچنین با توجه به غیرتهاجمی بودن سیستم پیشنهادی مبتنی بر تکنولوژی بی سیم، این سیستم می تواند جایگزین مناسبی نسبت به دیگر سیستم های تهاجمی اندازه گیری قند خون باشد.
    کلیدواژگان: سنسور پوشیدنی غیرتهاجمی اندازه گیر قند خون، اندروید، مراقبت بهداشتی سیار، طیف سنجی امپدانس
  • پویا ترکمان، سارا درباری کوزه کنان*، محمد جواد محمد زمانی صفحات 51-58

    در این مقاله، یک منبع بدون بایاس تراهرتز شبیه سازی گردیده است. در این منبع با استفاده از دو اتصال شاتکی نامتقارن بر روی لایه ای از جنس بلور GaAs رشد داده شده در دمای پایین، میدان داخلی لازم را ایجاد کرده ایم.با این کار نیاز به بایاس خارجی حذف می گردد، که یکی از مزایای این ساختار است. سپس با تابش یک پالس زمانی گوسی با عرض باریک و طول موج nm 800 بر روی نیمه هادی، باعث تولید حامل ها درون منطقه فعال می شویم. باریک بودن این پالس سبب تولید فرکانس های بالا در جریان تراهرتز تولیدی می شود که این جریان متغیر با زمان نیز موجب تولید و انتشار میدان تراهرتز به سمت کف افزاره می گردد. بکار بردن این ساختار برای تولید پالس به جای موج پیوسته، با توجه به کاهش شدید اثرات دمایی ناشی از تابش پیوسته نور لیزر بر افزاره، و نیز امکان افزایش توان لیزر ورودی نسبت به موج پیوسته، موجب دستیابی به توان های بیشتر گردیده و از طرف دیگر باریک بودن عرض پالس زمانی لیزر، موج تولید فرکانس های بالاتر و پهنای باند بزرگتر نسبت به موج پیوسته در موج تراهرتز خروجی می گردد. در این مقاله، شبیه سازی دو بعدی به روش عنصر متناهی انجام می شود.

    کلیدواژگان: منبع تراهرتز، نوررسانا، LTG، GaAs، امواج تراهرتز
  • نوشین قادری*، محمد قاسمی، مریم تقی زاده دهکردی صفحات 59-74
    ددر این مقاله الگوریتمی بهبود یافته برای موزاییک سازی خودکار تصاویر هوایی و ارتقای کیفیت تصاویر حاصل از آن به همراه توالی بین تصاویر ارایه شده است. با استفاده از این الگوریتم زمان پردازش در مورد تصاویر با حجم بالا به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. در این الگوریتم ابتدا تصاویر، تقسیم بندی شده و به هر پنجره ، درجه احتمالی متناظر آن اختصاص داده می شود. در نهایت، با رتبه بندی احتمالات اختصاص داده شده به هر پنجره، از روند تکراری برای انتخاب نقاط جلوگیری می شود. نتایج ارایه شده در این مقاله نشان می دهد که با استفاده از الگوریتم فوق ، موزاییک بندی تصاویر با حجم بالا با دقت و سرعت مناسبتری نسبت به الگوریتم های موجود انجام می پذیرد.
    کلیدواژگان: نقاط کلیدی، نقاط متناظر، موزاییک بندی تصاویر، ویژگی هندسی، نقاط پرت
  • منیره هوشمند*، معین سروقدمقدم، حسین آقابابا صفحات 75-82

    سیستم های کوانتومی از لحاظ نظری دارای قدرت زیادی در زمینه پردازش و ارسال اطلاعات می باشند. اما بر هم کنش آنها با محیط بیرون، یک مانع بزرگ در مسیر تحقق عملی آنها است. کدهای پایدارساز بلوکی کوانتومی، برای غلبه بر مشکل مذکور طراحی شده اند. هر کد بلوکی کوانتومی با یک ماتریس دودویی با مشخصات خاص موسوم به ماتریس مولد توصیف می شود. اگر چه پژوهش های بسیاری در رابطه با ویژگی های کدهای تصحیح خطا با یک ماتریس مولد مفروض انجام گرفته است، اما تاکنون روشی برای پیدا کردن ماتریس های مولد در حالت کلی ارائه نشده است. در این مقاله روشی برای تولید ماتریس های مولد به کمک الگوریتم های ژنتیک ارائه شده است، سپس الگوریتم، به طور خاص برای یافتن ماتریس های مولد کدهای LDPC کوانتومی تغییر یافته است. نتایج شبیه سازی در نرم افزار MATLAB نشان از کارایی این الگوریتم می باشد که می تواند به عنوان یک روش کلی و سریع، نسبت به روش های ریاضیاتی و محدود گزارش شده پیشین مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های ژنتیک، کدهای پایدارساز بلوکی کوانتومی، LDPC کوانتومی، ماتریس مولد
|
  • Reza Sedaghati *, Mahmoud Reza Shakarami Pages 5-16
    This paper presents a new power management and control strategy of a hybrid energy system including photovoltaic, fuel cell, battery and supercapacitor in a islanded microgrid, which provides both active and reactive power to support an local load. The photovoltaic unit is the primary energy resource, which to supply the maximum power produced to the load, utilization of maximum power point tracking (MPPT) technique. Battery and supercapacitor both are considered for their different power density to supply transient and steady load, respectively. To increase the reliability of the system, the fuel cell has been selected to keep the battery fully charged. All resources are connected to dc bus by different dc-dc converters, and then the hybrid system through voltage source inverter (VSI) connected to ac load. For managing the active and reactive power independently in hybrid system, the fuzzy-adaptive control scheme based on sliding mode control (SMC) with fractional-order has been presented. The fuzzy-adaptive part is applied to approximate both the equivalent and switching control term in the sliding mode controller.
    Keywords: Control, Power Management, Hybrid Energy System, Islanded Microgrid, Sliding Mode Control (SMC)
  • Bijan Zakeri *, Amir Masoud Molaei, Seyed Mehdi Hosseini Andargoli Pages 17-28
    In this paper, a two-dimensional DOA estimation method for multipath environments is proposed, in which there are simultaneous uncorrelated, partly correlated and coherent signals. The presence of coherent signals caused a loss of rank in the spatial covariance matrix, resulting in a sharp reduction in the precision of the estimates. Therefore, in a novel approach, first of all, the noncoherent signals, coherent groups and the noise subspace are separated with a good accuracy, according to statistical data of the eigenvalues of the covariance matrix and the use of k-medoids clustering. The DOAs of noncoherent signals are estimated separately using the proposed method, after determining the total number of sources, the number of noncoherent signals and the number of coherent groups. The DOAs of coherent signals are estimated in each group by constructing a virtual steering matrix, after determining the number of coherent signals in each coherence group by the MDL criterion. The proposed method does not require any primary information such as knowing the number of sources. The simulation results show that the proposed method is able to distinguish between the noncoherent and coherent signals, even in the cases of low SNRs and low snapshots. Also, in terms of detection accuracy and resolution of estimation, the proposed method shows improvement of over 1.2% and 43% respectively, compared to the conventional FBSS scheme.
    Keywords: Accurate Separation of Signals, Two-Dimensional DOA, High Resolution, Multi-Path Propagation, Correlated Signals
  • Kiazand Fasihi *, Zahra Tamaskani Zahdi Pages 29-36
    In this paper, design and optical simulation of a new thermophotovoltaic system is presented. In the proposed system, a Ta photonic crystal structure is used as an emitter section, and an InAs planar photovoltaic cell is used as absorber section. Based on the numerical simulation results, when the temperature of the emitter section is set at 1650k, the wavelength corresponding to the peak power transmission is around 1.7 micrometer, and the internal quantum efficiency will be optimum. For the temperature of 1650k, the internal quantum efficiency and the short circuit current of 77% and 62.5 mA/cm2 are achieved, respectively. The FDTD numerical method and analytical method (using of Matlab software) are used for optical simulations. The simulation results show that the proposed thermophotovoltaic system which contains the InAs planar photovoltaic cell, has a good performance as other state of art material (GaSb, InGaAsSb and InGaAs) and could well be used in solid-state energy conversion systems.
    Keywords: Photovoltaic cell, Optical simulation, Thermophotovoltaic, Photonic Crystal
  • Tayebeh Hosseini *, Faranak Fotouhi, Fahimeh Sadat Zakeri, Nader Marandi Pages 37-50
    The Growing number of diabetic patients and the diabetes’ related healthcare problems, persuaded researchers to peruse telemedicine to monitor this disease. Telemedicine increases access to health service, care continuation, early treatment, and access to medical information. Thus, in this paper, we present, a non-invasive blood sugar measurement sensor based on a mobile system in android platform. In this system, the designed sensor can measure non-invasive blood sugar based on impedance parameter. The acquired information is sent to the patient‘s mobile phone through Bluetooth. The data are stored and processed by mobile phone, and the patient’s blood sugar is shown onscreen. In addition, the system can send information via SMS or email to a physician and present alarm to patient or his/her family. Comparative analysis of our proposed system with a portable standard system indicates over of 80% accuracy of our system for measuring the blood sugar. The non-invasive and wireless nature of the introduced system makes this a suitable alternative to the invasive blood sugar measurement systems.
    Keywords: Non-invasive Blood Sugar Monitoring, Wearable Sensor, Android Smartphone, Mobile Health Care, Impedance Spectroscopy
  • Pouya Torkaman, Mohammad Javad Mohammad Zamani Pages 51-58

    In this paper, we are introducing a bias-less THz pulsed emitter. The presented emitter consists of asymmetric Schottky contacts on Low Temperature Grown (LTG)-GaAs layer, inducing an internal electric field. By radiating a short Gaussian pulse with the wavelength of 800 nm, carriers are generated in the active area of the device. Sharp edge transitions in the incident laser pulse is responsible for generating high frequencies in the resulted current. The resulted time varying current generates the THz radiation toward the bottom of the device. Applying the proposed pulsed emitter can lead to high output THz powers, owing to reduced thermal issues and possible using of higher input laser power, comparing with continues wave THz emitters. Moreover, benefiting from short input laser pulses, high frequency output components can be generated, which results in enhanced output bandwidth. 2D finite element method simulations have been used for the presented results in this article.

    Keywords: THz Waves, THz source, Photoconductor, LTG-GaAs
  • Noushin Ghaderi *, Mohammad Ghasemi, Maryam Taghizadeh Dehkordi Pages 59-74
    In this paper, an improved algorithm for aerial mosaicing and enhancement of the quality of the resulting images, along with a sequence of images are presented. Using this algorithm, the processing time for high-resolution images is significantly reduced. In this algorithm, images are first categorized to individual windows. Then a corresponding probability degree is assigned to each window. Finally, with the probability rating assigned to each window, the duplicate process is avoided to select points. The results of this paper show that using the above algorithm, mosaics of high resolution images with better accuracy and speed than existing algorithms are performed.
    Keywords: Corresponding points, Geometric features, Image mosaicking, Outliers
  • Monireh Houshmand *, Moein Sarvaghad Moghaddam, Hossein Aghababa Pages 75-82

    Quantum systems theoretically have a high power in the field of processing and sending information. But their interactions with the outside world lead to the problem of their realization in the real world. Quantum block stabilizer codes have been designed to overcome this problem. Each quantum block code with specific characteristics is described as a binary matrix which is called a generator matrix. Although many studies have been performed on the properties of an error-correcting code with a given generator matrix, a general method has not still been provided for reaching to a generator matrix. In this paper, a method for producing a general generator matrix by using genetic algorithms is presented. Simulation results show the performance of the proposed algorithm.

    Keywords: Quantum LDPC, Quantum block stabilizer code, Genetic algorithms, Generator matrix
  • Vahid Sattari Naeini *, Fatemeh Aghaeipour, Majid Mohammadi Pages 83-95

    Tracking a mobile target is one of the primary applications in Heterogeneous Wireless Sensor Networks (heterogeneous WSNs). On the one hand, tracking without complex processing as well as achieving a high degree of accuracy and energy efficient consumption are critical requirements for these applications in a network area. On the other hand, artificial intelligence method provides adaptive mechanisms that present intelligent behavior in complex and dynamic environments like WSNs. In this paper, artificial neural networks are deployed to estimate target location. For this purpose, suggested beacon signals are able to facilitate distances estimation by which the network area is learned. Moreover, by analyzing the most probable region predicted for the next target location, a tracking window is created and sensors are dynamically clustered. Afterwards, sensors turn to the required mode to both preventing energy consumption and performing appropriate actions. The simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method.

    Keywords: Artificial Neural Networks, tracking window, target tracking, wireless sensor networks