فهرست مطالب

صنایع الکترونیک - پیاپی 4 (زمستان 1389)

نشریه صنایع الکترونیک
پیاپی 4 (زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1390/01/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سعید محمد جعفری* صفحات 7-22
    در این مقاله، به بررسی توانائی الگوی اتوماتای یادگیر برای حل مسائل مطرح در شبکه های وایمکس پرداخته شده است. با توجه به توانائی های اتوماتای یادگیر (از قبیل بار محاسباتی کم، قابلیت استفاده در محیط های توزیع شده و دارای اطلاعات نادقیق، نیاز به کمترین بازخورد از محیط و...)، به نظر می رسد که استفاده از این روش برای حل مسائل مطرح در شبکه های وایمکس مناسب باشد. فراهم کردن انواع مختلف خدمات از ویژگی های نسل بعدی شبکه های بی سیم از جمله وایمکس می باشد پس چگونگی تخصیص پهنای باند و تضمین کیفیت خدمات دهی چالش بزرگی برای فراهم کننده است. ابزار کلیدی در تضمین کیفیت خدمات دهی کنترل دخول و تخصیص پهنای باند در ایستگاه پایه است.
    کلیدواژگان: وایمکس، تخصیص پهنای باند، اتوماتای یادگیر
  • امید زندی*، امیر جعفرقلی صفحات 23-49
    در این مقاله مشخصات آنتن های رفلکتوری پارابولیک و اصول طراحی آنها ارائه شده است. برای این منظور، ابتدا هندسه رفلکتورهای پارابولیک بررسی شده و سپس با استفاده از تقریب نور هندسی معادله انتگرال تشعشعی رفلکتور به دست آمده است. با استفاده از این انتگرال میتوان داده های بسیاری در مورد دایرکتیویتی ماکزیمم و ضرایب کارایی رفلکتورها به دست آورد. پترن رفلکتور با استفاده از تقریب انتگرال با سری دوگانه، به دست آمده است. در ادامه، الگوریتم طراحی رفلکتورهای پارابول کی ارائه شده و بر اساس آن، طراحی کی آنتن رفلکتوری به همراه فید آن در باند Q به انجام رسیده است. شبیه سازی های انجام شده نشان دهنده کارایی الگوریتم ارائه شده در طراحی کامل آنتن های رفلکتوری پارابول کی است و نتایج به دست آمده، موارد مورد انتظار در طراحی را برآورده می نماید.
    کلیدواژگان: آنتن رفلکتوری، فید، دایرکتویتی، ضرایب کارایی، حساسیت طراحی
  • میلاد عطایی آشتیانی*، عبدالرضا نبوی، جواد میگونی، سحر بی آزار صفحات 51-66
    در این مقاله بر حسب سایز ترانزیستورها و بهره فیدبک اسیلاتور، نقط ه هایی را پیدا می کنیم که بهره هسته فعال اسیلاتور در آنها بیشینه باشد. برای پیاده سازی بهره هسته فعال از کی ترانسفورماتور استفاده کردهایم. این ترانسفورماتور را به شکلی در مدار قرار م یدهیم که همزمان هم بهره لازم برای فیدبک نوسان ساز تامین گردد و هم قسمتی از خازنهای پارازیتی حذف شوند. به این نحو در اسیلاتور کارکرد، رنج تنظیم و نویز فاز به ترتیب 70 %و 5dB بهبود پیدا خواهد کرد. ومشخص خواهد شد که در حالت عمومی با خطی سازی اسیلاتور در موج میلیمتری می توانیم حتی کاهش بیشتری در نویز فاز داشته باشیم و براساس این موضوع اسیلاتور را تا جای ممکن خطی م یکنیم. شبیه سازی ها برای اسیلاتور طراحی شده درفناوری CMOS - 0/18 μm بعد از بدست آوردن پارامترهای پارازیتی Layout نشان می دهند که این اسیلاتور دارای نویزفاز -89dB/Hz در آفست 1MHz و پهنای باند قابل تنظیم 1/9GHz در اطراف فرکانس 57 GHz و توان خروج 5/ 10 - dBm میباشد.
    کلیدواژگان: اسیلاتور، خطی سازی، عناصر پارازیتی، موج میلیمتری، نویز فاز
  • یاسر مختاری*، مهرزاد نصیریان صفحات 67-80
    ماهواره های غیرسنکرون با سرعتی بیش از سرعت وضعی زمین می چرخند، لذا روش های ردیابی دقیق ماهواره ها ضروری است. اما ممکن است ب هدلیل اثرات برخی عوامل محیطی مانند تغ ییر شکل ساختار آنتن و فشار باد، ماهواره دقیقا در داخل بیم تشعشعی آنتن قرار نگرفته باشد، در نتیجه موقعیت بیم آنتن با موقعیت انداز هگیری شده توسط انکودر اندکی تفاوت دارد.یکی از دقیق ترین فن های ردیابی خودکار، مونوپالس است. در این مقاله، روشمونوپالس برای از بین بردن اختلاف موقعیت ب هوجود آمده، تحلیل و شبیه سازی شده است و نتایج حاصل، دقت بسیار بالای این تکنیک را نشان می دهد. کاهش خطای بیم و افزایش توان دریافتی هور نها برحسب نسبت سیگنال به نویز بررسی شده است. همچنین پارامترهای بایاس، واریانس و ریشه میان بهره مربعات خطا(RMSE) در فن ردیابی مونوپالس برحسب نسبت سیگنال به نویز ارائه شده است.
    کلیدواژگان: آنتن ایستگاه زمینی، ردیابی خودکار، ماهواره، مونوپالس
  • امیر جعفرقلی*، منوچهر کامیاب صفحات 81-95
    فرامواد ساختارهایی مصنوعی هستند که به دلیل خواص و کاربردهای متنوع در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. فرامواد اشاره به موادی دارد که به صورت طبیعی موجود نیستند و می بایست به صورت مصنوعی ساخته شوند. از جمله فرامواد معرفی شده در سال های اخیر، سطوح با امپدانس بالا 3 هستند. این سطوح در مقابل تابش امواج الکترومغناطیسی به صورت مصنوعی بر حسب فرکانس کاری طراحی شده امپدانس بالایی از خود نشان می دهند. اخیرا ساختاری تحت عنوان خطوط امپدانس بالا 4 پیشنهاد شده است که این ساختار عملکرد مشابهی برای حالت تک بعدی ایجاد می نماید. در این مقاله ابتدا به معرفی آنتن مایکرواستریپ می پردازیم که با استفاده از تکنیک شکاف دهی در خط تغذیه، نسبت به محل تغذیه غیر حساس شده و به راحتی تطبیق می گردد. در ادامه با استفاده از خطوط HIW به کوچک سازی آنتن مایکرواستریپ معرفی شده می پردازیم و در نهایت با رفع مشکل اصلی این خطوط در کوچک سازی آنتن، نمونه بهینه سازی شده ای با استفاده از ساختارهای AMC ارائه خواهیم نمود.
    کلیدواژگان: فرامواد، AMC، HIW، کوچک سازی آنتن، آنتن ما یکرواستریپ
  • محسن تمدن خشکناب*، عبدالرضا نبوی صفحات 97-111
    در این مقاله یکی از کلیدی ترین بلوکهای مربوط به پردازش در حوزه زمان، یعنی تقویت کننده زمان معرفی، طراحی و شبیه سازی شده است. پردازش در حوزه زمان یکی از پیشروترین گزینه های موجود برای جایگزین شدن با بلوکهای پردازش در حوزه دامنه و یا ولتاژ در فناوری های نانومتری می باشد. هسته اصلی یک بلوک پردازشگر در حوزه زمان، مدار مبدل زمان به دیجیتال می باشد. هر چقدر رزولوشن زمانی این مدار بیشتر باشد، عمل پردازش با کیفیت و دقت بهتری انجام می پذیرد. یکی از چالش های بزرگ در این زمینه، پردازش سیگنال هایی با اختلاف زمانی و یا اختلاف فاز بسیار کوچک می باشد. فنهای بسیاری برای رفع این مشکل در سالیان اخیر ارائه شده است. یکی از این فنون تقویت مقادیر اختلاف زمانی بسیار کوچک قبل از وارد کردن آنها به مدارات پردازشگر حوزه زمان می باشد. با در نظر داشتن این چالش بزرگ، در این مقاله یک تقویت کننده زمان با بهره، رزولوشن و محدوده پویایی و خطسانی بالا طراحی گشته است. مدار پیش آشکارساز مورد نیاز برای این تقویت کننده، یک مبدل پالس به لبه دیجیتالی جدید می باشد که قابلیت کار در فرکانس های بالا را دارا می باشد. از این تقویت کننده در ساختار یک مبدل زمان به دیجیتال پیشنهادی استفاده شده است. مدار تقوی تکننده زمان طراحی شده در تکنولوژی 0.18 um CMOS به کمک نرم افزار ADS و Cadence شبیه سازی شده است. کل توان مصرفی مدار برابر با 1.7 میل یوات، سطح اشغالی تراشه 0.35 میلی متر مربع، رزولوشن زمانی برابر با 5پیکوثانیه، بهره تقریبی 200 و محدوده پویایی بدون آثار غیرخط ینگی برابر با 350 پیکوثانیه می باشد.
    کلیدواژگان: تقویت کننده زمان، مبدل پالس به لبه، مبدل زمان به دیجیتال
  • امیر چکینی*، سعید عزتی صفحات 113-133
    در این مقاله با استفاده از رویکرد و نگرشی جدید، معماری نوینی برای پردازش تصاویر دیجیتال بر روی سخت افزار ارائه می شود. کیی از بزرگترین معایب راه حل های سخت افزاری برای استفاده به جای سامانه های نرم افزاری، عدم انعطاف پذیری آنهاست، هرچند که سایر پارامترهای مهم نظیر قابلیت اعتماد و سرعت عملکرد آنها در طراحی بسیار جذاب هستند. در این مقاله فن پ کیربندی جزیی پویا 3 به عنوان راه نوینی برای مرتفع نمودن این مشکل پیشنهاد می گردد. این مقاله با ارائه معماری نوینی مبتنی بر پیکربندی جزیی امکان پیاده سازی چندین فیلتر مختلف برای پردازش تصاویر را به صورت بلادرنگ برروی سخت افزار می دهد. با استفاده از این فن می توان به پردازش بلادرنگ تصاویر در عین مصرف توان کم، کارآیی و سرعت بالا بر روی سخت افزار FPGA دست یافت. معماری ارائه شده با استفاده از زبان استاندارد توصیف سخت افزار VHDL نوشته و سپس بر روی FPGA پیاده سازی می شود. با مشاهده و ارائه نتایج حاصل از شبیه سازی، سنتز و پیاده سازی نشان خواهیم داد که معماری پیشنهادی و سیستم طراحی شده در این مقاله دارای سرعت و کارآیی بالا، مصرف توان کم و فضای اشغال شده کم می باشد. مزایای معماری پیشنهادی، گلوگاه های پردازشی مانند سرعت وپردازش های صنعتی بلادرنگ را برطرف می نماید و استفاده آن را در صنایع و پزشکی امکان پذیر می سازد.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، افزایش وضوح، کاهش نویز، پیکربندی جزیی، پیاده سازی سخت افزاری، VHDL، FPGA
|
  • Saeed Mohammad Jafari* Pages 7-22
    An important problem for the WiMAX networks is how to provide a guaranteed quality of service for applications. A key aspect of this problem is how BSs should share bandwidth capacity between different classes of traffic. This decision needs to be made for each incoming packet, and is known as the packet scheduling problem. A major challenge in packet scheduling is that the behavior of each traffic class may not be known in advance, and can vary dynamically. In this paper, we describe how we have modeled the packet scheduling problem as an application for reinforcement learning (RL). We demonstrate how our RL approach can learn scheduling policies that satisfy the quality of service requirements of multiple traffic classes under a variety of conditions. The proposed solution has been designed to have an ability to accommodate integrated traffic in the networks with effective scheduling schemes. A series of simulation experiments have been carried out to evaluate the performance of the proposed scheduling algorithm. The results reveal that the proposed solution performs effectively to the integrated traffic composed of messages with or without time constraints and achieves proportional fairness among different types of traffic.
    Keywords: WiMax, Scheduling Algorithms, Channel Assignment
  • Omid Zandi* Pages 23-49
    The sinuous antennas have a numerous applications in military and civil systems such as direction finding, research and measurement laboratories and reflector feeds; which are due to their superior broadband characteristics and simultaneous right and left hand circular polarization. These capabilities are most required in radars and aerospace applications. Although, the sinuous antenna size, bandwidth, and radiation parameters are the same as spiral antenna, due to complex structure and complicated feeding network, the sinuous parameters do not investigated accurately. In this paper, a comprehensive survey on the antenna parameters has been proposed. Based on these studies, design, construction and measurements of an optimized planar sinuous antenna for 1–5 GHz frequency range have been presented.
    Keywords: Sensitivity Analysis, Feed, Reflector Antenna, Directivity, Efficiency Coefficients
  • Milad Ataei Ashtiani* Pages 51-66
    In this paper, according to the size of the transistors and the feedback gain of the oscillator, a design point in which the gain of the active core of the oscillator is maximum, is derived. In order to realize the feedback gain, we utilize a transformer. This transformer is employed in such a way that it could be able to provide the feedback gain for the oscillator and also eliminate the large portion of parasitic capacitance, simultaneously. By using this technique, the phase noise at 1MHz offset and the tuning range in comparison with the general transformer oscillator is improved by 5dB and 70% respectively. Furthermore, we show that with linearization of the oscillator in millimeter-wave frequencies, phase noise of the oscillator can also be reduced even more. Regarding this criteria we linearize the oscillator as much as possible. Post-simulation results show that the circuit designed in 0.18-μm CMOS technology, consumes 43mW while showing -89dBc/Hz phase noise at 1MHz offset with 1.9GHz tuning range around 57GHz.
    Keywords: Linearization, Millimeter, Wave, Oscillator, Parasitics Capacitance, Phase Noise
  • Yaser Mokhtari* Pages 67-80
    LEO satellites orbit very fast respect to the Earth stations, so the tracking of these satellites is important. But due to some challenges, such as structural deformations caused either by loads or by the temperature gradient, atmospheric distortion, or azimuth track unevenness, the position of beam is slightly different from the antenna position as measured by the encoders. Thus, the monopulse technique as the most accurate type of Auto-tracking techniques is used and analyzed. Also, the reduction of beam error and increment of received power versus signal to noise ratio are investigated. Finally, estimation parameters such as variance, mean and RMSE of monopulse technique versus signal to noise ratio are investigated.
    Keywords: Auto, tracking, Earth Station Antenna, Monopulse, Satellite
  • Amir Jafargholi*, Manoochehr Kamyab Pages 81-95
    In this paper, a new feeding structure is applied in the patch antenna design to overcome undesirable features of the earlier multilayer feeding structures while maintaining their interesting features. To more readily understand the operation mechanism of proposed feeding structure, an efficient circuit model has been also presented. It is known that proximity and aperture coupled feeding structures are sensitive to the transverse feed point location. In contrast, the proposed feeding architecture is very easy to fabricate and it overcomes the alignment difficulties arising from the proximity and aperture coupled feeding structures. The CST simulation results, analytic results and measurement ones show good agreement with each other. Moreover, a new miniaturization technique which is based on using High Impedance Wire (HIW) structures has been introduced. Due to their artificial high permeability properties, using proposed method, someone may miniaturize conventional patch antenna without bandwidth and efficiency corruption. Applying suggested method to the proposed antenna structure, two different feeding structures have been designed and compared. Finally, by using AMC structures to load HIW, more miniaturization factor has been achieved.
    Keywords: Metamaterials, HIW, AMC, Antenna Miniaturization, Microstrip
  • Mohsen Tamaddon* Pages 97-111
    In this paper a Time-Amplifier, one of the most significant blocks of the time domain signal processing modules will be designed and simulated. Time domain signal processing is one of the most forerunner alternatives for the amplitude domain signal processing specially in nowadays nanotechnology devices. The main core of a time mode processor is a Time-to-Digital Converter (TDC). Increasing the resolution of the TDC, the processing of the signal is performed with higher quality. One of the most challenging efforts is the processing of two signals with very small time difference between their edges. Recently, some new techniques are proposed to overcome this significant problem. One of these techniques is amplifying the time difference, before employing it into the time mode signal processor or a TDC. Regarding this bottleneck, in this paper a high resolution, high gain, highly linear time amplifier (TAMP) with a large dynamic range (DR) is designed. The pre-detector of this TAMP, is a novel digital Pulse-to-Edge Converter (PEC) which also can operate in high frequencies. This TAMP is utilized in a proposed TDC in order to give one important utility of the circuit. The proposed topology is designed in a 0.18μm CMOS process and simulated via ADS2009 and Cadence® (Spectre RF). The simulation results illustrates the total power consumption is 1.7 mW, occupied area of the chip is below 0.35 mm2, time resolution is 5 psec, gain of the TAMP is approximately near to 200 s/s and the total linear DR of the TAMP is almost 350 psec.
    Keywords: Time, Amplifier (TAMP), Pulse, to, Edge Converter (PEC), Time, to, Digital Converter (TDC)
  • Amir Chekini* Pages 113-133
    In this paper, using a new approach and vision, with a modern architecture for digital images processing on the hardware is presented. One of the biggest disadvantages of hardware solutions for use instead of software systems, is their lack of flexibility, However; other important parameters such as reliability and speed of their performance in the design are very attractive. In this paper partial dynamic reconfiguration technique as a new way to solving this issue is recommended. This paper by exhibition a new architecture based on partial reconfiguration can implement several different filters for real-time digital images processing on hardware. Using this technique, can be achieved to real-time digital images processing at low power consumption, high efficiency and high speed on the FPGA. Proposed architecture written by the VHDL standard hardware description language and then implemented on the FPGA. Observation simulation, synthesis and implementation results will shown that proposed architecture have high efficiency, high speed processing, low power consumption and less utilized space. Benefits of the proposed architecture eliminates, hardware processing bottlenecks such as processing speed and real time industrial processing and possible it’s utilization in the industrial and medicine.
    Keywords: Image Processing, Resolution Increasing, Noise Reeducation, Partial Reconfiguration, Hardware Implementation, VHDL, FPGA.Antenna