فهرست مطالب

مهندسی مخابرات جنوب - پیاپی 43 (بهار 1401)

نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 43 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/02/17
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عباس پرتوی سنگی، جاسم جمالی*، محمدحسین فاتحی دیندارلو، محمدمهدی قنبریان صفحات 1-14

    سیگنال های مدولاسیون فرکانس خطی پهن باند به طور گسترده ای در سیستم هایی مانند رادار، سونار و موبایل استفاده می شود. الگوریتم های تخمین زاویه ورود سیگنال های مدولاسیون فرکانس خطی به تعداد زیادی فریم زمانی متکی هستند. به همین دلیل برای کاربردهای با توان پایین و بلادرنگ مناسب نیستند. در این مقاله ما یک روش برآورد مبتنی بر الگوریتم SPICE با محاسبات کم برای آرایه خطی با استفاده از تبدیل فوریه ارایه داده ایم. روش کار بدین ترتیب است که ابتدا با استفاده از تبدیل فوریه فرایند دچیرپ را برای سیگنال های مدولاسیون فرکانس خطی توسعه داده ایم، سپس الگوریتم SPICE را برای آرایه های خطی اصلاح می نماییم، آنگاه محاسبات تخمین زاویه ورود را برای تعداد کم فریم زمانی با حجم محاسبات پایین بدست آورده ایم. نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی MSPICE (الگوریتم SPICE بهبودیافته) در مقایسه با سایر الگوریتم ها نظیر طبقه بندی سیگنال چندگانه و SPICE، بهتر بودن الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد. نشان خواهیم داد که روش پیشنهادی در نسبت توان سیگنال به توان نویز پایین دارای دقت قابل قبولی است و همچنین در نسبت توان سیگنال به توان نویز بالا خطای کمی از خود نشان خواهد داد و علاوه بر آن از لحاظ حجم محاسبات بسیار کمتر از روش MUSIC و SPICE است و مقاوم سازی مناسبی را نسبت به روش های دیگر خواهد داشت.

    کلیدواژگان: آرایه خطی، الگوریتم دچیرپ، تبدیل فوریه، سیگنال های مدولاسیون فرکانس خطی، روش MSPICE
  • سپپیده رضایی، یاشار زهفروش* صفحات 15-26
    در این مقاله یک آنتن چهاربانده میکرواستریپی با استفاده از ساختارهای متامتریال ارایه شده است. آنتن پیشنهادی در این مقاله، دارای یک ساختار نامتقارن بوده و از دو المان تشعشعی یکسان و یک صفحه زمین در قسمت پشتی تشکیل شده است. در این طراحی، هر المان تشعشعی از یک خازن متقابل تشکیل شده است که در انتها به یک پچ مثلثی شکل تشعشعی با شکاف های دایروی وصل می شود. آنتن پیشنهادی دارای ابعاد مینیاتوری به صورت 15×10 میلی متر مربع است. همچنین آنتن پیشنهادی دارای چهار رزونانس در فرکانس های 19/3 گیگاهرتز (%25/1)، 22/6 گیگاهرتز (%74/10)، 18/7 گیگاهرتز (%19/5) و 12/9 گیگاهرتز (%52/4) است. پترن و بهره آنتن در فرکانس های رزونانس قابل قبول می باشد. آنتن پیشنهادی ساخته شده و در آزمایشگاه آنتن مورد آزمایش های عملی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش ها در مقاله ارایه شده و همخوانی خوب و مناسب بین نتایج تست و شبیه سازی، صحت و کارایی طراحی آنتن مایکرواستریپی چندبانده پیشنهادی را تایید می کند.
    کلیدواژگان: میکرواستریپ، آنتن مسطح، متامتریال، IDC
  • فاطمه حاجیانی، ناصر پرهیزگار*، احمد کشاورز صفحات 27-38
    طبقه بندی تصاویر ابرطیفی از مهمترین پردازش هایی است که بر روی این تصاویر انجام می شود. تصاویر ابرطیفی دارای ابعاد بالایی هستند و این امر طبقه بندی این تصاویر را با مشکل مواجه کرده است. از این رو روش هایی که ساختار زیرفضا با بعد پایین را از تصویر ابرطیفی استخراج کنند مورد توجه قرار می گیرند. روش نمایش رتبه پایین می تواند ساختار زیر فضا با بعد پایین را که در داده ها وجود دارد استخراج کند. این روش ساختار سراسری داده ها را در نظر می گیرد. به منظور حفظ ساختار سراسری و محلی در داده ها دراین مقاله روش استخراج ویژگی نمایش رتبه پایین و تنک بر مبنای اطلاعات طیفی و مکانی ارایه شده است. با اعمال این مدل ساختار داده بهتر آشکار می شود و قدرت تمایز ویژگی های آن افزایش می یابد. در این مدل هر پیکسل به صورت ترکیب خطی از مولفه های دیکشنری بیان می شود. بعلاوه برای حل مسئله به صورت بهینه از روش جهتی متناوب مضارب استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مدل پیشنهادی نتایج بهتری را نسبت به روش های دیگر بدست آورده است.
    کلیدواژگان: تصویر ابرطیفی، نمایش رتبه پایین، طبقه بندی، نمایش تنک
  • طالب خفائی، علیرضا توکلی طرقی*، مهدی حسین زاده، علی رضائی صفحات 39-47
    شبکه های اجتماعی امروزه کاربردهای بسیاری در زندگی روزمره انسان ها پیدا کرده است به نحوه که شناسایی رفتار اعضای این نوع شبکه ها و انجمن های درون آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. با توجه به ساختار و نحوه ارتباط بین اعضای شبکه های اجتماعی برخی اعضای درون این نوع شبکه ها نقش های مهمتری نسبت به دیگر اعضا دارند. در این مطالعه روشی جهت تشخیص انجمن های با اهمیت بیشتر پرداخته شد. باری این منظور با استفاده از ویژگیهای مرکزیت شبکه به معرفی ویژگیهای جدیدی پرداخته شد و سپس اهمیت این نوع ویژگیها توسط تیوری مجموعه های راف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که با افزایش تعداد گره های محبوب در بین یک انجمن که در این مطالعه معرفی شد و در عین حال کاهش مقدار ویژگی های تراکم، بینابینی و نزدیکی میزان تاثیر ویژگی تعداد گره های محبوب بر محبوب ماندن انجمن بیشتر مشهود خواهد بود.
    کلیدواژگان: شبکه های اجتماعی، انجمن ها، گره های با اهمیت، معیار مرکزیت، انجمن های پایدار
  • توحید کلانتری، مهدی زواری* صفحات 49-56

    در این مقاله، یک سوییچ نوری گرافنی پلاسمونیک با ویژگیهای بهینه تر و تعداد چهار کانال طراحی و شبیه سازی گردیده است. هر یک از این کانالها دارای عرض یکسانی به اندازه 20 نانومتر هستند که در فاصله 30 نانومتری از هم قرار گرفته اند. عمل سوییچینگ با اعمال ولتاژ به بخشی از کانالهای خروجی قابل کنترل و تنظیم می باشد و می توان توسط ولتاژ کانال خروجی را تعیین نمود. از ویژگیهای عملکرد این سوییچ نوری دستیابی به میزان گذردهی نسبتا بالا با میزان تلفات بسیار کم در محدوده فرکانسی 30 تراهرتز می باشد. همچنین در این ساختار میزان همشنوایی به صورت محسوسی بسیار کم می باشد. این ساختار در پتانسیلهای شیمیایی متفاوتی بررسی شده که یکی از بهترین حالات آن در پتانسیل شیمیایی 0.4 اتفاق افتاده است. ساختار ساده و کنترل پذیری آسان از مزایای این ساختار می باشد. تمامی تجزیه و تحلیلها و همچنین شبیه سازیهای مربوطه در نرم افزارهای Lumerical و MATLAB انجام پذیرفته اند.

    کلیدواژگان: سوئیچ نوری، پلاسمونیک، گرافن، کنترل پذیر
  • مژگان جواهرنیا*، ساحل جواهرنیا صفحات 57-68

    بلورهای فتونی یکی از رایج ترین ساختارها برای طراحی و پیاده سازی مدارهای الکترونیک نوری هستند. باند ممنوعه فوتونی در این ساختارها از اهمیت بالایی برخوردار است. رایج ترین روش های ریاضی برای تحلیل و محاسبه نمودارهای باند فوتونی و استخراج باند ممنوعه فوتونی بلور های فوتونی روش بسط امواج تخت است. این روش دارای پیچدگی های زیادی است که برای انجام محاسباتش نیاز به نرم افزارهای تجاری مخصوص است. در بلور های فوتونی دو بعدی دو پارامتر در باند ممنوعه فوتونی این بلور ها تاثیرگذار می باشند که ضریب شکست ماده دی الکتریک و نسبت شعاع حفره ها به ثابت شبکه بلور (r/a) هستند. در این مقاله با بهره گیری از ریاضیات و رگراسیون خطی روابط ساده تری برای استخراج محدوده باند فوتونی بلور های فوتونی ارایه شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از روابط با نتایج بدست آمده با نرم افزار BandSOLVE برای بلور های فوتونی نشان می دهد که حداکثر اختلاف بین دو روش محاسبه برای fl و fu به ترتیب 007/0 و 028/0 بوده و میانگین اختلاف نیز به ترتیب 004/0 و 01/0 می باشد.

    کلیدواژگان: روش بسط امواج تخت، رگرسیون، فوتونی، باند ممنوعه فوتونی، ساختار باند
|
  • Abbas Partovi Sangi, Jasem Jamali *, MohammadHossein Fatehi Dindarlou, MohammadMehdi Ghanbarian Pages 1-14

    Wideband linear frequency modulation (LFM) signals are widely used in systems such as radar, sonar and mobile. DOA estimation algorithms LFM signals rely on a large number of time frames (Snapshot). Therefore, they are not suitable for low power and real-time applications. In this paper, we present a low computation based estimation method based on the SPICE algorithm for linear arrays using the Fourier transform FFT. The method is to first develop the dechirping algorithm for LFM signals using the FFT converter, then modify the SPICE algorithm for uniform linear arrays (ULA), then obtain the DOA calculations for a few number of snapshots with low computational volumes. The simulation results of the proposed MSPICE algorithm (i.e. modified SPICE algorithm) show that the proposed algorithm is better than other algorithms such as MUSIC and SPICE. We have shown that the proposed method has acceptable accuracy in both low SNRs and low error in high SNRs. In addition, in terms of computational volume, it is much less than the MUSIC and SPICE methods and will have a good robustness compared to other methods.

    Keywords: ULA.Dechirping algorithm, FFT Transform, LFM signals, MSPICE method
  • Sepideh Rezaee, Yashar Zehforoosh * Pages 15-26
    In this paper, a four-band microstrip antenna using metamaterial structure is presented. The antenna proposed in this article, has an asymmetric structure and it is made up of two identical radiation elements and ground plane at the back. In this design, each radiation element consists of a reciprocating capacitor, which is attached to a slotted triangular acetate at the end. The proposed antenna has a miniature dimension of 10×15 mm2. Also the proposed antenna has four resonances in frequencies of 3.19 GHz (1.25%), 6.22 GHz (10.74%), 7.18 GHz (5.19%) and 9.12 GHz (4.52%). Pattern and gain of the antenna are acceptable at resonant frequencies and the good consistency between the test result and the simulation confirm the accuracy of the antenna design. The proposed antenna is made and tested in the antenna laboratory. The results of the measurements are presented in the paper. Good consistency between test and simulation results confirms the accuracy and efficiency of the proposed multirole microstrip antenna design.
    Keywords: microstrip, Planar antenna, Metamaterial, IDC
  • Fatemeh Hajiani, Naser Parhizgar *, Ahmad Keshavarz Pages 27-38
    Classification of hyperspectral images is one of the most important processes on these images. Hyperspectral images are high dimensional, so classification of these images is difficult. Therefore, methods that extract low-dimensional subspace structures from the hyperspectral image are considered. The low-rank representation method can extract the low-dimensional subspace structure in the data. This method considers the global structure of the data. In this paper, to preserve the global and local structure in the data, spares and low-rank representation feature extraction method based on spectral and spatial information is presented. The data structure is better revealed using this model, and the discrimination of the features is increased. In this model, each pixel is expressed by a linear combination of dictionary atoms. In addition, to solve the optimization problem, the alternating direction method of multipliers has been used. The simulation results show that the proposed model has better results than other methods.
    Keywords: Hyperspectral image, Low-rank representation, Classification, sparse representation
  • Taleb Khafaei, Alireza Tavakoli Taraghi *, Mehdi Hoseyn Zadeh, Ali Rezaee Pages 39-47
    Social networks have found many applications in people's daily lives today so that identifying the behavior of members of these types of networks and associations within them is of particular importance. Due to the structure and the way of communication between the members of social networks, some members within this type of network have more important roles than other members. In this study, a method for identifying more important communities was discussed. For this purpose, new features were introduced using network centralization features and then the importance of this type of feature was investigated by Rough set theory. The experimental results showed that by increasing the number of popular nodes among a community where introduced in this study and at the same time decreasing the value of density, betweenness, and closeness centrality features of that community, it causes the effect of the number of popular nodes on the community will remain more evident.
    Keywords: Social networks, Community, important nodes, centrality Features, sustainable Community
  • Tohid Kalantari, Mahdi Zavvari * Pages 49-56

    In this paper, a novel plasmonic optical switch based on graphene is designed and simulated with better features and four channels. Each of these channels has an equal width of 20nm which constructed from graphene ribbons spaced at a distance of 30nm from each other. The operation of device is based on the modulation of graphene chemical potential in each channel by using applied voltage. This means that by application of a proper voltage the transmission of input in every channel can be controlled and hence the switching can be occurred. Performance characteristics of this optical switch achieves a relatively high transmission with very low loss at the frequency of 30THz. Also in this structure the amount of crosstalk is remarkably low. This structure has been investigated in different chemical potentials in which one of it’s best status occurs in chemical potential of 0.4eV. All analyses and simulations have been performed in Lumerical and MATLAB.

    Keywords: Optical switch, plasmonics, Graphene. Gate-Controlled
  • Mozhgan Javahernia *, Sahel Javahernia Pages 57-68

    Photon crystals are on of the most common structures for designing and implementing electronic optical circuits. The photon gap band is of great importance in these structures. The most common mathematical methods for analyzing and calculating photon band diagrams and extracting the forbidden photon band of photon crystals is the flat wave expansion method. This method has many complexities that require special commercial software to perform its calculations. In two-dimensional photonic crystals, two parameters in the photon band are affected, which are the refractive index of the dielectric material and the ratio of the radius of the holes to the constant of the crystal lattice (r / a). In this paper, using mathematics and linear regression, simpler relations for extracting the photon band range of photon crystals are presented. Comparison of the results obtained from the relations with the results obtained with BandSOLVE software for photonic crystals shows that the maximum difference between the two calculation methods for fl and fu is 0.007 and 0.028, respectively, and the average difference is , respectively 0.004 and is 0.01.

    Keywords: Flat wave expansion method, Regression, Photons, Photon Gap Band, Band Structure