انتن و انواع آن

فهرست مطالب
عنوان                                         صفحه
پيشگفتار                                        1
فصل اول                                         3
طرح تحقيق                                        3
تاريخچه مختصري در باره ي موضوع تحقيق                        4
اهميت انجام تحقيق                                    6
اهداف كلي تحقيق                                     6
هدف هاي ويژه  تحقيق                                     6
روش انجام تحقيق                                     7
فصل دوم                                        8
مباني آنتن انواع و پارامترهاي آن                            8
2_1: تاريخچه                                        9
2_2: انواع آنتن ها از نظر كاربرد                                 11
الف) آنتن هرتز                                         11
ب) آنتن ماركني                                     11
پ) آنتن شلاقي                                         12
ت ) آنتن لوزي ( روبيك)                                 12
ث) آنتن V معكوس                                     12
ج) آنتن ماکروويو                                    13
چ) آنتن آستيني                                        16
ح) آنتن حلزوني                                        16
ذ) آنتن هاي آرايه اي ARRAY ANTENNA                     17
2-3 : پارامترهاي آنتن                                     18
نمودار پرتو افکني آنتن ها                                18
دستگاه مختصات نمايش نمودار پرتو افکني                        18
نمودار پرتو افکني سه بعدي و دو بعدي                             19
نمودار پرتو افکني درفضاي آزاد و در مجاورت زمين                     22
نمودار پرتو افکني آنتن فرستنده و گيرنده                            22
جهت دهندگي آنتن ها                                    23
پهناي شعاع و پهناي شعاع نيم توان                            23
شعاع هاي فرعي آنتن ها                                    24
مقاومت پرتو افكني  آنتن                                    25
امپدانس ورودي آنتن                                     25
سطح موثر يا سطح گيرنده آنتن ها                            26
طول موثر آنتن                                        27
پهناي نوار فركانس آنتن ها                                27
پلاريزاسيون آنتن ها                                    28
پلاريزاسيون خطي                                    29
پلاريزاسيون دایره ای                                         30                                                                                                           
پلاريزاسيون بيضوي                                    30
ساختمان مكانيكي آنتن ها                                31
اندازه آنتن                                         31
نصب آنتن ها                                        31
خطوط انتقال و موج برها براي تغذيه آنتن ها                        32
رسانا  و نارساناهاي مورد استفاده در ساختن آنتن ها                    33
محافظت آنتن در برابر عوامل جوي                             34
فصل سوم                                        35
شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم                        35
2-1:سخت افزار شبکه                                    36
2-1-1: شبکه های ﭘخشي(broadcast network)                     37
2-1-2: شبکه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                 37
2-1-3:شبکه های شخصی (personal area network)                    37
2-1-4:شبکه های محلی (local area network)                    37
2-1-5:شبکة شهری(Mtropolitan  Area Network)                     39
2-1-6:شبکة گسترده (Wide Area Network)                    39
2-1-7:شبکة بی سيم (wireless network)                        41
2-1-8:شبکة شبکه ها (internetwork)                            42
2-2: نرم افزار شبکه                                     42
2-2-1:لاية فيزيکی (Physical layer)                            46
2-2-2: زير لاية نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                46
2-2-3:لاية شبکه                                    47
2-2-4:لاية انتقال(Transport layer)                            47
2-2-5:لاية کاربرد (Application layer)                        47
2-3: شبکه های محلی بی سيم (802.11)                         48
2-3-1: ﭘشتة ﭘروتکل 802.11                                 49
2-3-2: لاية فيزيکی در 802.11                                 49
2-4: شبکه های بی سيم باند گسترده                            51
2-4-1: لاية فيزيکی در 802.16                                 52
فصل چهارم                                         55
آنتن هاي هوشمند                                    55
 بخش اول                                        56
آنتن هاي هوشمند در شبکه هاي بي سيم                        56
تداخل هم کانال                                        57
اثرات محوشدگي                                        57
4_الف_1: جوانب تکنولوژي سيستم آنتن هوشمند                        60
4- الف - 2: مدلهاي کانال                                62
4-الف-2-1:مدل لي Lee s Model                            62
4-الف- 2-2: A Model of Discreteiy Didposed , Uniform set Of Evenly
Spread scatterers                                    63
4- الف-2-3: مدل ماکروسل (Macro cell Model)                    64
4-الف-2-4: مدل باند عريض ميکروسل (Macrocell Wide Band Model)         65
3-الف-2-5: Gaussian Wide – sene stionary ,uncorrelated scattering
(GWSSUS)model                                    65
3-الف-2-6: مدل زاويه دريافت گاوسي (Gaussian angle of)                66
4-الف-2-7-: مدل کانال با بردار متغير زماني (Time –varying-vector channel model)
4-الف-2-8: مدل شهري واقعي(typical urban (tu/model))                 67
4-الف-2-9: مدل شهري بد(Bad urban (Bu) model)                 68
4_الف_3:آرايه هاي هوشمند:آنتن و بهره هاي مختلف                    68
انواع آنتن هاي هوشمند                                    70
4-الف-4:رديابي وتكنيك هاي بيم آرايه سوئيچ شده                     74
4-الف –5: راهبردهاي شكل دهي بيم ثابت                         75
4- الف – 6: پردازش آرايه از طريق شكل دهي بيم                         76
4 الف 6- 1: الگوريتم هاي پايه شكل دهي سيگنال                     77
4- الف-6-2: تركيب هاي آرايه اي تنظيمي                        80
 4-الف –6-3: تركيب آرايه پرتو سوئيچ شده                        81
مثال 1-4                                        85
4-الف-7: نكات نتيجه گيري شده                                88
بخش دوم                                        89
آنتن هاي آرايه فازي                                    89
4-ب-1:تاريخچه                                        89
4-ب-2: انواع آرايه ها                                    89
4-ب-2-1: آرايه هاي خطي (Linear Array)                         90
4-ب-2-2:آرايه هاي مسطح (Planar Array)                         90
4-ب-3: ويژگي هاي آرايه فازي                                92
4-ب-3-1: تکنولوژي شيفت دهنده فاز                            92
4-ب-3-2:تکنولوژي شيفت دهنده فاز دي الکتريک ولتاژ متغير                93
فصل پنجم                                        95
نتيجه و ﭘيشنهاد                                    96
منابع                                             97

از سال 1877م كه نخستين آنتن ساده توسط هرتز ساخته شد. نظريه طراحي آنتن ها به سرعت پيشرفت كرده است و اين پيشرفت ادامه دارد، با توجه به اينكه آنتن ها جزئي از يك سيستم مخابراتي الكترونيكي هستند، بايستي تكنولوژيست ها و مهندسين برق الكترونيك در اين زمينه دانش كافي داشته باشند. اميد است در اين مقال اندك كه در زير به اجمال عنوان فصول آن را خواهيم آورد، قدمي هر چند كوچك در اين راه برداشته باشيم .
اين پايان نامه از 5 فصل تشكيل شده است. فصل اول در قالب طرح تحقيق به بررسي تاريخچه و نيز اهميت مساله مورد تحقيق مي پردازد. قابل ذكر است كه اهداف ويژه تحقيق در اين مساله نيز با توجه به عنوان و روش انجام اين تحقيق به جاي فرضيه ها و سوال هاي تحقيق در طرح تحقيق گنجانده شده است.
در فصل دوم به مباني مبحث آنتن ها – انواع و پارامترهاي آن پرداخته شده است . آنتن مايكروويو بوقي و مخروطي و نيز آنتن هاي آرايه اي از جمله آنتن هاي مهم مورد بحث مي باشند . جهت دهندگي آنتن ، پهناي شعاع آنتن ، مقاومت پرتو افكني آنتن ، امپدانس ورودي آنتن ، سطح موثر و طول موثر آنتن پلاريزاسيون آنتن و ... نيز از جمله شاخص ترين پارامترهاي آنتن مي باشند كه در اين فصل درباره آنها سخن گفته شده است .
در فصل سوم به بحث پيرامون شبكه هاي كامپيوتري مي پردازيم . مطالب مورد بحث در اين فصل شامل توضيح مختصري در مورد سخت افزار شبكه ، نرم افزار شبكه ، پشته ي پروتكلي 802.11 - به عنوان مهمترين شبكه ي محلي بي سيم - و نيز پشته ي پروتكلي 802.16 - مهمترين شبكه ي بي سيم باند گسترده- مي باشند .
در فصل چهارم آنتن هاي هوشمند و كاربرد و مزيت آنها در شبكه هاي بي سيم در بخش اول اين فصل و نيز آنتن هاي آرايه فازي به طور تخصصي تر در بخش دوم اين فصل مورد بحث قرار مي گيرند .
فصل پنجم نيز نتيجه گيري كلي و پيشنهاد به ديگر پژوهندگان علاقه مند به اين موضوع را شامل   مي شود . اميد كه مفيد محضر خوانندگان محترم قرار گيرد .
تاريخچه مختصري در باره ي موضوع تحقيق:
همانطور كه مي دانيد عنوان شبكه در برگيرنده  مفهومي وسيع است كه شبكه  چاه هاي آب  روستايي   ( قنات ها)، شبكه ي نهرها و كانال هاي آبياري مزارع، شبكه  آب و فاضلاب شهري، شبكه گاز شهري، شبكه پدافند هوايي و نيز شبكه هاي كامپيوتري هر كدام به نحوي تداعي كننده مفهوم كلي اين كلمه مي باشند.
البته واضح است كه با توجه به پيشرفت چشمگير كامپيوتر و تكنولوژي هاي وابسته به آن          (جمع آوري، پردازش و توزيع اطلاعات) در دنياي امروز، شبكه هاي كامپيوتري در تمامي مفاهيم كه از شبكه عنوان شد، وارد شده اند، و نرم افزار هاي كامپيوتري كارهاي مديريت، نظارت و كنترل كليه شبكه هاي ياد شده را به عهده گرفته اند. پيوند فرخنده  كامپيوتر و مخابرات اتفاقي بود كه هر دو صنعت را دچار تحولات عظيم كرد. اكنون ديگر مفهوم اتاقي با يك كامپيوتر بزرگ به نام « مركز كامپيوتر» كه افراد كارهايشان را به آنجا مي آورند، به كلي منسوخ شده است. مدل قديمي كامپيوتر بزرگي كه تمام كارهاي محاسباتي سازمان را انجام مي دهد، اكنون جاي خود را به تعداد زيادي كامپيوتر كوچك متصل به هم داده است. به اين سيستم ها شبكه هاي كامپيوتري (computer netwoks) گفته مي شود.
اهميت انجام تحقيق:
با توجه به پيشرفت روز افزون تكنولوژي ارتباطات و البته ارتباطات بي سيم، درجه اهميت شبكه ها، به ويژه شبكه هاي بي سيم براي عموم و البته دانشگاهيان پر واضح است. اما مطلب مورد بحث درباره  اهميت
انجام اين تحقيق، ميزان كارايي نتيجه  اين پژوهش در مسير رشد و تعالي نيروي هوايي ارتش جمهوري اسلامي ايران است، كه در اين مقال بايستي به آن پرداخته شود.
اهداف كلي تحقيق :
فراهم نمودن زمينه و استعداد بالقوه در مسير توسعه شبكه پدافند هوايي كشور، به عنوان يك شبكه      بي سيم كارا، بزرگ و متمركز از طريق ايجاد آمادگي علمي بنيادي درمورد شبكه هاي بي سيم و آنتن هاي مورد استفاده در آنها در ميان پرسنل آينده پدافند هوايي ارتش جمهوری اسلامي ايران
هدف هاي ويژه  تحقيق :
       -    شناخت كلي شبكه هاي كامپيوتري و به ويژه شبكه هاي بي سيم.
       -   شناخت انواع روش هاي مدولاسيون جهت تهيه سيستم هاي ارتباطي لازم براي طراحي يك شبكه   بي سيم بزرگ و ممتركز.
       -    شناخت آنتن و انواع آن.
       -    شناخت آنتن هاي هوشمند و مزيت بكار گيري آن ها در شبكه هاي بي سيم.
روش انجام تحقيق :
با توجه به اينكه در اين پايان نامه به شناخت كلي شبكه هاي بي سيم و نيز تجزيه وتحليل ملزومات آنها از جمله آنتن هاي قابل استفاده در آنها پرداخته شده است، براي انجام اين تحقيق از روش موردي و زمينه اي بهره گرفته شده است؛ كه نتيجه مي گيريم اين تحقيق در سطحي مياني از لحاظ سطح بندي تحقيقات، قرار گرفته است و ديدي بين حال نگر و آينده نگر از نظر زماني،بر مساله دارد.