:
 
رشد سریع تکنولوژی و گذار از مخابرات آنالوگ به دیجیتال، ترقی سیستم های رادیویی بـه نسـل سوم و چهارم و جانشینی سیستم های سیمی با Wi-Fi و Bluetooth مشـتریان را قـادر مـی سـازد بـه گستره ی عظیمی از اطلاعات از هرجا و هر زمان دسترسی داشته باشند. مخابرات UWB برای اولین بـار در دهــهی 1960 معرفــی شــد و در ســال 2002، FCC1 رنــج فرکانســی 3.1~10.6GHz را بــرای کاربردهای UWB معرفی و توان انتقال آنرا به -41.3dBm محدود کرد، بدین معنا کـه سیسـتمهـای
 
UWB روی فراهم کردن: توان کم، قیمت کم و عملکرد باند وسیع در مساحت کوتـاه تمرکـز کردنـد. در مقایسه با کاربردهای باند باریک طراحی المانها در سیستمهای UWB بسیار متفاوت و مشکل است.
 
یکی از بلوكهای مهم در گیرنده های UWB میکسرها هستند کـه بـرای تبـادل اطلاعـات بـین تعداد زیادی کانال مشابه UWB نقش کلیدی دارند. اهمیـت عملکـرد میکسـر بـه عنـوان یـک مبـدل فرکانس، در تامین فرکانسهای کاری مناسب با پایداری و نـویز مطلـوب اسـت. میکسـر مـیبایسـتی: (1
بهرهی تبدیل بالا، که اثرات نویز در طبقات بعدی را کاهش دهـد، (2 عـددنویز کوچـک، کـه LNA را از داشتن یک بهرهی بالا راحت کند و (3 خطی بودن بالا، که رنج دینامیک گیرنده را بهبود بخشد و سطوح اینترمدولاسیون2 را کاهش دهد. هر کارایی بایستی توسط مصالحه در طراحی میکسر بهدست آید. میکسر سلول گیلبرت با برخی تغییرات در ساختار آن نتایج قابل قبـولی بـرای کـاربرد در سیسـتمهـای UWB
 
بهدست میدهد.
 
دستیابی همزمان به بهره ی تبدیل و خطی بودن بـالا کـه افـزایش یکـی باعـث کـاهش دیگـری می گردد یکی از چالش های طراحی میکسر می باشد، در کارهایی کـه تـا کنـون انجـام شـده تمرکـز روی دستیابی یکی از این دو بوده به طوریکه یا میکسری غیر فعال با خطی بودن قابل قبـول و یـا میکسـری فعال با خطی بودن کم ارائه شده است. تطبیق امپدانس در کل رنج فرکانسی 7 گیگا هرتـزی و همچنـین عدد نویز پایین از دیگر پارامترهای مهم طراحی میکسر میباشد.
 
9 اهداف پایان نامه
 
در این پایان نامه با بررسی میکسرهای فراپهن باند و مقایسهی آنها از نظر ساختار، بهرهی مدار، عدد نویز، تطبیق در ورودی و خروجی و خطی بودن، سـاختار مناسـب بـرای یـک میکسـر فـراپهن بانـد پیشنهاد شده و از لحاظ کارکرد در سیستمهای UWB بررسی گشته است.
 
بر خلاف کارهایی که تا کنون در این زمینه صورت گرفته که بر بهبود یکی از پارامترهای بهـره ی تبدیل یا خطی بودن میکسر تاکید شده، در اینجا سعی شـده اسـت تـا ضـمن دسـتیابی بـه هـر دو ایـن پارامترها در اندازه های قابل قبول برای گیرنده ها، کل پهنای باند سیستمهای UWB پوشش داده شود.
 
بر این اساس در فصل اول سیستم های فراپهن باند بطور کامل معرفـی و بررسـی مـی گـردد، در فصل دوم به بررسی انواع میکسر، نحوهی عملکرد و کاربرد آنها پرداختـه شـده، در فصـل سـوم سـاختار میکسرهای توزیع شده، مشخصات و تکنیکهای بهبود کارایی آنها و در فصل چهارم اعوجـاج و نـویز در میکسر بررسی گردیدهاند. در فصل پنجم ساختار میکسر فراپهن باند طراحی شده بـه طـور مفصـل شـرح داده شده است. در فصل ششم نتیجهگیری و پیشنهادات و فصل هفتم نیز منابع و مأخذ مورد استفاده بـه تفکیک درج شدهاند.
 
.1  فصل اول: سیستمهای فراپهن باند (UWB)
 
1-1   تاریخچه تکنولوژی فراپهن باند UWB
 
در طول دهه های اخیر پیشرفت سریع ارتباطات باعث ایجاد تقاضا برای قطعات بهتـر و ارزانتـر و همچنین تکنولوژی های پیشرفتهتر شده است. افزایش تقاضا برای انتقال سریع و افزایش نرخ اطلاعـات در عین مصرف کم توان تاثیرات شگرفی را بر تکنولوژی ارتباطات ایجاد کرده است. در هر دو بخش مخابرات بیسیم و سیمی این گرایش منجر به استفادهی هرچه بیشتر از مدولاسیونهایی با استفادهی بهینـهتـر از طیف فرکانسی و یا افزایش پهنای کانالها گشته است. این روشها به همـراه روشهـای مهندسـی بـرای کاهش توان، به منظور تولید تراشه های ارزان و با مصرف توان کم در صنعت استفاده میشود.
 
افزایش و گسترش استانداردها نه تنها باعث شده که سیستمها با طیفهای شلوغتری از لحاظ فرکانسی روبرو باشند بلکه باعث شده است تا سیستمها به سوی چند استاندارده بودن سوق داده شده و قابلیت انطباق با استانداردهای مختلف را داشته باشند. در حقیقت این پیشرفت تکنولوزی منجر به طراحی و تولید دستگاه هایی شده است که قابلیت کارکرد در باندهای وسیعتری را داشته باشند، مانند تکنولوژی فرا پهن باند . (UWB)
 
تکنولوژی فراپهن باند (UWB) در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفتـه اسـت. مـیتـوان گفت که شروع استفاده از دانش UWB مربوط به انتهای قرن نوزدهم می باشد. اولین سیستم بی سیم که توسط گاگلیرمو مارکونی1 در سال 1987 نمایش داده شد، خصوصیات رادیوی فـراپهن بانـد را دارد. رادیـو ساخته شده توسط مارکونی از پهنای باند وسیعی برای انتقال اطلاعات بهره می گرفت. اولین فرستنده های جرقه ای مارکونی فضای زیادی از طیف (از فرکانس هـای بسـیار پـایین تـا فرکـانس هـای بـالا) را اشـغال می کردند. همچنین این سیستم ها به طور غیراتوماتیک از پردازش زمان اسـتفاده مـی نمودنـد. چـون کـد مورس توسط اپراتورهای انسانی ارسال و دریافت می شد. پس از آن مفهوم UWB مجدداً در دهـه 1960
 
برای ساخت رادارهای ایمن در برابر تداخل با مصرف توان کم مورد توجه قرار گرفت .[1]
 
در اوایل پیدایش ، UWB به نامهای Carrier free ، باند پایه یا ضربه رایج بود که در حقیقت متضمن این نکته بود که استراتژی تولید سیگنال نتیجه یک پالس با Rise time بسیار سریع و یـا یـک ضربه میباشد که یک آنتن باند پهن را تحریک میکند. در اوایل سال 2002 میلادی تکنولوژی باند بسیار پهن (UWB) برای کاربردهای تجاری تصویب شد. این تکنولوژی جدید شـیوه ی جدیـدی در ارتباطـات بدون سیم ابداع کرد:”استفاده از حوزه زمان به جای حوزه فرکانس”.
 

تکنولوژی فرا پهن باند (UWB) به شیوهی کاملاً متفاوتی از سایر تکنولوژی ها از بانـد فرکانسـی استفاده میکند. این سیستمها از پالسهای باریک و پـردازش سـیگنال در حـوزهی زمـانی بـرای انتقـال

خرید اینترنتی فایل کامل :

 
اطلاعات استفاده میکنند، بدین صورت سیستمهـای فـرا پهـن بانـد (UWB) قادرنـد در بـازهی زمـانی مشخص اطلاعات بیشتری را نسبت به سیستمهای قدیمیتر منتقل کنند زیرا حجـم انتقـال اطلاعـات در سیســتمهــای مخــابراتی بــه صــورت مســتقیم بــا پهنــای بانــد تخصــیص یافتــه و لگــاریتم SNR (Signal to Noise Ratio) متناسب است. استفاده از یک پهنای بانـد خیلـی وسـیع چنـدین مزیـت دارد: ظرفیت بالا، مخفی بودن، مقاومت در برابر مسدود شدن و همزیستی با سایر سیستم های رادیویی.
 
پایه و اساس سیستم های نوین فراپهن باند در دهه 80 توسط راس و با کار انجـام شـده در مرکـز تحقیقاتی Sperry بنیان گذاشته شد. تأکید بر استفاده از UWB بـه عنـوان یـک ابـزار تحلیلـی بـرای کشف خصوصیات شبکه های مایکروویو و خصوصیات ذاتی مـواد بـود. ایـن تکنیـک هـا بـه طـور منطقـی گسترش یافتند تا تحلیل و تولید تجربی المان های آنتن را انجام دهند. موفقیـتهـای اولیـه باعـث تولیـد سیستمی خانگی شد تا خصوصیات پاسخ ضربه اهداف یا موانع را اندازه گیری کند.
 
با افزایش درخواست کاربران برای ظرفیت بالاتر، سرویس های سریعتر و مخابرات بی سیم امن تـر، تکنولوژی های جدید مجبورند جایگاه خود را در طیف فوق العاده شلوغ و امن رادیـویی بیابنـد. بـه دلیـل اینکه هر تکنولوژی رادیویی یک بخش خاص از طیف را اشغال میکند و با معرفی سـرویس هـای جدیـد رادیویی محدودیت دسترسی طیف RF سخت گیرانه تر شده است. در این شرایط تکنولـوژی UWB یـک راه حل نوید بخش برای محدودیت دسترسی به طیف RF با اجازه به سرویس های جدید برای هم زیستی با سیستمهای رادیویی جاری با تداخل حداقل یا بدون تداخل است.
در فوریه ی سال 2002، FCC اولین طراحی و استاندارد مربوط بـه بانـدها و تـوان مجـاز بـرای کاربران UWB را صادر کرد. بدین ترتیب باند فرکانسی 3.1GHz تا 10.6GHz به UWB اختصـاص یافت. در همین زمان FCC مجوزی صادر کرد که حدود و میزان تشعشع عمدی یا سهوی دسـتگاه هـای مخابراتی در باندهای مختلف را مشخص نمود. این تشعشع مجاز در باندهای مورد استفاده، مبنـایی بـرای طراحی دستگاه های UWB شد. با گسترش تحقیقات در این زمینه، IEEE کمیتـه ی مخصوصـی بـرای استاندارد سازی این سیسـتم هـا تحـت عنـوان 802.15.3.x تشـکیل داد. شـکل 1-1 تاریخچـه ی ایـن تکنولوژی را به اختصار نشان میدهد .[2]
 
 
 
شکل 1-1 تاریخچه تکنولوژی فراپهن باند
 
 
در اولین گام FCC توان خروجی سیستم های UWB را به -41.3dBm/MHz محدود کرد، این محدودیت این امکان را برای سیستم های UWB ایجاد میکند که بدون اینکه توان سیگنال خروجی آنها توسط سیستمهای باند باریک مجاور احساس شود از پهنای باند وسیعی برای انتقال اطلاعات خود استفاده کنند. محدودیت هایی که برای توان انتشار این سیستم ها ایجاد شد ، عمدتاً محدودیتهایی بودند که برای حفاظت از سیستم GPS و سایر سیستم های دولتی که در باند فرکانسی 690MHZ~1610MHz کار میکنند مطرح شده بود. همانطور که در شکل 2-1 نشان داده شده است این ماسک توان همچنین برای سایر سیستمهای دولتی که عملکرد آنها در فاصلهی 3.1GHz~10.6GHz
 
یعنی باندی که برای کاربرد داخلی UWB تعریف شده است نیز کاربرد دارد.
 
شکل 2-1 طرح ماسک توان برای سیستم UWB بر حسب فرکانس [3]
 
بنا به تعریف FCC پهنای باند -10dB یک سیگنال UWB بزرگتر از %25 فرکانس مرکزی یا بزرگتر از 1.5GHz میباشد. سیستمهای فرا پهـن بانـد بـا عـرض بانـد بـیش از 7GHz در بـازه فرکانسـی
 
3.1GHz~10.6GHz با سطح توان مجاز -41.3dBm/MHz فعالیت مـیکننـد. هـر کانـال رادیـویی در ایـن سیستمها بسته به فرکانس مرکزی خود میتواند عرض بانـدی بـیش از 500MHz داشـته باشـد. طـرح
 

بیش از 90 درصد مصرف روغن خوراکی کشور از طریق واردات تأمین می گردد. گیاه کلزا (مهمترین گونه زراعی مربوط به جنس Brassica) به علت ویزگی هایی از قبیل قابلیت کشت در نقاط مختلف، درصد زیاد و کیفیت مطلوب روغن موجب امیدواری در جهت تأمین و حتی خودکفایی روغن خام مورد نیاز کشور و رهایی از وابستگی می باشد (اصلانی و همکاران ،1384). افزایش تقاضا برای روغن نباتی در بازارهای جهانی و روند افزایش مصرف سرانه آن موجب اهمیت و لزوم توسعه کشت دانه های روغنی و گسترش برنامه های علمی- تحقیقاتی در مورد این محصولات شده است (ابولحسنی وسعیدی، 1385).

به طور کلی افزایش محصول در گرو بكارگیری بهینه نهاده های كشاورزی از جمله كود می باشد. كودهای شیمیایی در ایران نیز از مهمترین نهاده های كشاورزی به حساب می آیند. کودهای شیمیایی یکی از عوامل اصلی افزایش حاصلخیزی خاك می باشند، ولی استفاده بیش از اندازه از آنها به ویژه هنگامی که با عملیات مدیریتی نامناسب مثل سوزاندن بقایای گیاهی همراه شود، میزان ماده آلی خاك را به شدت کاهش می دهد. این موضوع بر روی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاك تاثیرگذاشته و امکان فرسایش را در این خاكها افزایش می دهد. استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی با تاثیر روی ساختمان خاک منجر به عدم تعادل در خصوصیات فیزیکی شیمیایی و در نتیجه کاهش جذب عناصر غذایی می گردند (آدلیو^[1] و همکاران، 2010؛ سران^[2] و همکاران، 2010).  امروزه به دلیل افزایش اهمیت مسائل زیست محیطی توجه بیشتری به کودهای زیستی (بیولوژیک) برای جایگزینی کودهای شیمیایی شده است. از آنجا كه مدیریت كود از عوامل اصلی در نیل به كشاورزی پایدار محسوب می گردد، لذا جایگزینی تدریجی كودهای شیمیایی خصوصاً كودهای نیتروژنی و فسفاتی با كودهای زیستی به دلیل مزایای نسبی این كودهای و به علاوه ارزانی آنها می تواند بار سنگین یارانه را از دوش دولت برداشته و گامی دیگر در جهت شكوفایی اقتصاد كشور به حساب آید. از طرف دیگر مصرف كودهای زیستی بدون نگرانی از اثرات سوء زیست محیطی غالباً موجب بهبود شرایط فیزیكی- شیمیایی و زیستی خاك ها شده، افزایش حاصلخیزی و باروری اراضی را به دنبال دارند (پیر انوشه و همکاران، 1389).

روند افزایش مستمر در تقاضا بدلیل رشد روز افزون جمعیت و افزایش قیمت محصولات، کشاورزان را مجبور به کاربرد روش های مدیریتی فشرده کرده که هدف آن افزایش تولید محصولات زراعی است. این شیوه کشاورزی برای جبران کمبود عناصر در خاک، با مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی علاوه بر هزینه بالا، به دلیل بازدهی کم و بر هم زدن تعادل عناصر غذایی خاک می تواند باعث کاهش عملکرد گیاهان زراعی شود. از این رو، سیستم های کشاورزی با نهاده کم به دلیل علاقه فزآینده به

خرید اینترنتی فایل کامل :

 حفاظت منابع طبیعی، کاهش تخریب زیست محیطی و افزایش هزینه کودها، بویژه به منظور تولید در کشورهای در حال توسعه مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

اهداف مطالعه

– بررسی اثرات ورمی کمپوست و کمپوست زباله شهری در بهبود شاخص های رشد و عملکرد گیاه کلزا در شرایط تنش خشکی

– بررسی نقش کودهای زیستی ورمی کمپوست و کود کمپوست زباله شهری در تعدیل شرایط تنش خشکی و افزایش مقدار عناصر غذایی در گیاه و عملکرد کلزا

فصل اول                                                            کلیات

1-1- کلزا

1-1-1- تاریخچه                      

کلزا در زبانهای اروپایی با نام هایRapeseed, Colza  وCanola  شهرت دارد. کلزای روغنی مهمترین گونه زراعی جنس براسیکا می باشد و به احتمال قوی فرم وحشی آن به اروپا و آفریقای شمالی محدود می شود. محتمل ترین موطن آن ناحیه ای است که در آن شلغم روغنی(Brassica campestris)  و کلم روغنی (B. oleracea) در مجاورت هم روئیده اند، زیرا کلزا از تلاقی این دو گونه و دو برابر شدن کروموزومهای هیبرید حاصل به وجود آمده است. در آثار به جای مانده از دوران نوسنگی در مصر در نوشته های هندوان که از سال های 1500 تا 2000 قبل از میلاد به دست آمده و به ویژه در کتیبه های یونانی رومی و چینی باقی مانده از سال های 200 تا 500 قبل از میلاد به گیاهان روغنی جنس براسیکا و ارزش دارویی آنها اشاره شده است (ناصری، 1370).

کشت تجاری کلزا از سال 1942 در قسمت شمالی قاره آمریکا یعنی کشور کانادا شروع گردیده و امکان استفاده از روغن کلزا برای مصرف خوراکی در سال 1948 مورد توجه قرار گرفت و منجر به استخراج روغن خوراکی از کلزا در سالهای 1956 تا 1957 گردید. در سال 1968 اولین رقم کلزا با میزان اسید اروسیک پایین در کانادا تولید شد. اکنون کانادا به یک تولید کننده عمده کلزا تبدیل شده است. زراعت کلزا در استرالیا از سال 1969آغاز شد و رقم های مورد کشت متعلق به هر دو گونه کلزا و شلغم روغنی می باشند که از کانادا و ژاپن به این کشور وارد گردیده اند. در ایران سطح زیر کشت کلزا در سال 1372 تا1373برابر نه هزار و 405 هکتار و در سال های زراعی 1379 تا 1380 برابر 25 هزار و 939 هکتار و در سال های زراعی 1380 تا 1381 بالغ بر 70 هزار هکتار بوده است. با انجام تحقیقات و بررسی نتایج حاصله مشخص شده که توسعه کلزا در کشور امکان پذیر است و می تواند به موازات توسعه کشت زیتون در کاهش میزان وابستگی به خارج در زمینه روغن گیاهی موثر باشد (شریعتی و شهی زاده، 1380).

 
یک موج سطحی صوتی 1 SAW یک نوع حرکت موج مکانیکی می باشد که در طول سـطح یـک مـاده
 
جامد حرکت می کند. این موج در سال 1885 به وسیله لرد رایلی کشف شد و پـس ازآن بـه ایـن نـام
 
 
نامیده شد. رایلی نشان داد که امواج SAW می توانند مؤلفه ای از سیگنال مرتعش مربوط بـه زلزلـه را
 
به خوبی توصیف کنند. امروزه این امواج صوتی اغلب در دستگاه های الکترونیکی استفاده می شـوند. در
 
 
نگاه اول استفاده از یک موج صوتی در کاربردهای الکترونیکی عجیب به نظر می رسد؛ اما امـواج صـوتی
 
 
مشخصات ویژه ای دارند که آنها را برای کاربردهای خاصی مناسب می سازند. این امواج اسـتفاده هـای
 
 
 
 
فرکانس صحیح استفاده می شود، اگر چه دراین رزوناتور از امواج صوتی bulk بیشتر از امـواج سـطحی
 
 
استفاده می شود.
 
 
یــک دســتگاه SAW ابتــدایی در شــکل 1-1 نــشان داده شــده اســت کــه شــامل 2 ترانــسدیوسر
 
اینتردیجیتــالIDT 2 بــر روی یــک زیــر لایــه3 فیزوالکتریــک ( ( Piezoelectric  هماننــد کــوارتزمی
 
 
باشد. IDT شامل الکترودهای فلزی تو در تو است که برای ارسال1 و دریافت امواج استفاده مـی شـوند
 
به طوری که یک سیگنال الکتریکی به یک موج صوتی و سپس به الکتریکـی تبـدیل مـی شـود. مزیـت
 
 
عمده ای که این امواج نسبت به سایر امواج دارند این است کـه بـسیار آرام حرکـت مـی کننـد ( مـثلاً
 
 
300m / s )، چنان که تاخیرهای بزرگی را می توانند ایجاد کنند. از آن جـایی کـه شـکل IDT قابلیـت
 
 
تغییرات بسیارزیادی را دارد، در نتیجه دستگاه های متنوعی را مـی تـوان بـا اسـتفاده از ایـن خاصـیت
 
 
ساخت. اوایل سـال 1970 دسـتگاه هـای SAW بـه منظـور فـشرده سـازی پـالس رادار، اسـیلاتورها و
 
فیلترهای میان گذر در تلویزیون هـای خـانگی و رادیوهـای حرفـه ای تولیـد شـدند. فیلترهـای جدیـد
 
 
SAWبا کارآیی بالا وارد بازار شده اند و تعداد بسیار زیادی (حدود 3 بیلیون در سال) نیز در حال تولید
 
می باشند.
 
شکل .1-1 دستگاه SAW مبنا
 
 
شکل 2-1 حرکت امواج SAW در طول سطح یک ماده جامد1  را نشان می دهد. هنگامی که موج
 
SAW از این سطح عبور می کند، هریک از اتم های ماده یک مسیر بیضی شکلی را طی می کند، در
 
حالی که این مسیر برای هر دوره از حرکت موج تکرار می شود. هر چه قدر به عمق نفوذ می کنیم اتم
 
 
های کمتری از سطح جا به جا می شوند. بنابراین، این موج در امتداد سطح هدایت می شود. در ساده
 
ترین حالت (یک ماده ایزوتروپیک)، اتم ها در سطحی معروف به صفحه جهتی2  حرکت می کنند.
 
صفحه جهتی، صفحه ای معمولی است که انتشار در آن در جهت مشخصی می باشد.
 
شکل.2-1 حرکت موج سطحی در طول سطح

خرید اینترنتی فایل کامل :

 
2-1 پدیده Piezoelectricity
 
در دستگاه های الکترونیکی، لازم است که موج های SAW را از یک سیگنال الکتریکـی ورودی تولیـد
 
کنیم و سپس ازاین موج SAW برای تولید سیگنال الکتریکـی خروجـی اسـتفاده کنـیم. عمـل تغییـر
 
الکتریکی به صوتی یا صوتی به الکتریکی تبدیل1 نامیده می شود. به منظور توصیف این پروسه، در ابتدا
 
باید خاصیت Piezoelectricity را شرح دهیم که مشخصه بسیاری از مواد جامد می باشد. در یـک مـاده
 
 
فیزوالکتریک مکانیزمی وجود دارد که بین اختلالات الکتریکـی و مکـانیکی نـوعی تطبیـق و همـاهنگی
 
 
ایجاد می کند. از این رو استفاده از میدان الکتریکی، نیروها و کشش هـای مکـانیکی ایجـاد مـی کنـد.
 
 
 
 
کند.
 
پدیده Piezoelectricity در بسیاری از مواد اتفاق می افتد، اما این ماده بایـد 2 anisotropic باشـد، بـه
 
طوری که مشخصه های آن به جهت قرارگیری اتم ها در داخل ماده بستگی دارد. معمولاً این به معنای
 
 
آن است که از مواد کریستالی باید استفاده شود. مواد تشکیل دهنده متداول SAW ها کریستال هـای
 
کوارتز، لیتیم نیوبیت یا لیتیم تانتالیت است که همگی فیزوالکتریک مـی باشـند. در ایـن کریـستال هـا
 
 
حرکت موج SAW مشابه حرکت موج درحالت ایزوتروپیک می باشد با این تفاوت کـه همـراه بـا مـوج
 
 
2 این ماده دارای مشخصات فیزیکی مختلف در سطوح مختلف اندازه گیری می باشد.
 
فصل اول: آشنایی با فیلتر SAW                                                                                                ٨
 
یک میدان الکتریکی نیز وجود دارد. از طرف دیگرچون ماده ناهمـسانگرد مـی باشـد؛ یعنـی مشخـصات
 
 
SAW به جهتی که در آن زیر لایه از ماده اصلی برش داده شده بستگی دارد؛ بنابراین جهت برش باید
 
مشخص شود. نمونه ای از این برش ها در شکل 3-1 نشان داده شده است.

:
 
روش های عددی ابزاری بسیار مفید در شبیه سازی مسائل الکترومغناطیسی هستند. از این رو می توان
 
 
 
ها اشاره کرد. روش عددی 1 FDTD به دلیل قابلیت آن در شبیه سازی انواع شکل های پیچیده، بدون
 
نیاز به حل ماتریس های بزرگ، معادلات غیر خطی و معادلات انتگرالی پیچیده، نسبت به سایر روش
 
 
های ذکر شده از مزایایی برخوردار است. همچنین با بهره گرفتن از این روش می توان با یک بار اجرای
 
 
برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت بررسی را در باند وسیعی در اختیار داشت. به طور کلی می توان با
 
 
یک بار اجرای برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت بررسی را در اختیار داشت. به طور کلی می توان به
 
 
مزایای این روش نسبت به سایر روش های عددی اینچنین اشاره کرد.
 
 
١- این روش نیاز به حل معادلات انتگرالی ندارد و مسائل پیچیده بدون نیاز به معکوس سازی
 
 
ماتریس های بزرگ قابل حل هستند.
 
 
٢- این روش برای استفاده در ساختارهای پیچیده، غیر همگن هادی یا دی الکتریک ساده است،
 
 
زیرا مقادیر ε، μ و σ در هر نقطه از شبکه قابل تعریف است.
 
٣- نتایج حوزه فرکانس با بهره گرفتن از نتایج حوزه زمان بسیار ساده تر از روش معکوس گیری از
 
 
ماتریس به دست می آیند. بنابراین نتایج باند وسیع فرکانسی به راحتی محاسبه می شوند.
 
 
٤- این روش موجب استفاده از حافظه به صورت ترتیبی می شود.
 
 
اما این روش دارای معایبی نیز هست که عبارتند از:
 
 
١- مش بندی اجسام پیچیده دشوار است.
 
 
٢- از آن جایی که شبکه به شکل چهار گوش است، مسائل با سطوح منحنی را در بر نمی گیرد و
 
 
در مدل سازی آن با این روش با خطا مواجه خواهیم شد.
 
 
٣- در الگوریتم های تفاضل محدود، مقادیر میدان ها فقط در گره های شبکه مشخص است.
 
 
٤- برای دست یابی به دقت بالا در محاسبات، نیاز به اجرای برنامه در تعداد گام زمانی زیاد است که
 
 
سبب کندتر شدن اجرای برنامه می شود.
 
 
چند دلیل افزایش علاقه مندی به استفاده از FDTD و روش های حل محاسباتی مربوطه اش برای
 
 
معادلات ماکسول وجود دارد.
 
 
FDTD -1  از جبر غیر خطی استفاده می کند. با یک محاسبه کاملاً ساده، FDTD از مشکلات جبر
 
 
خطی که اندازة معادله انتگرالی حوزة فرکانس و مدل های الکترومغناطیسی عنصر محدود را به کمتر
 
 
از 106 میدان نامشخص الکترومغناطیسی محدود می کند؛ اجتناب می کند. مدل های FDTD با 109
 
 
میدان ناشناخته، اجرا می شوند.
 
FDTD -2 دقیق و عملی می باشد. منابع خطا در محاسبات FDTD به خوبی شناخته شده اند و این
 
 
خطاها می توانند محدود شوند به گونه ای که مدل های دقیقی را برای انواع مسائل عکس العمل موج
 
 
الکترومغناطیسی فراهم کنند.
 
 
FDTD -3 طبیعتاً رفتار ضربه ای دارد. تکنیک حوزة زمان باعث می شود تا FDTD به طور مستقیم
 
 
پاسخ ضربه یک سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه کند. بنابراین شبیه سازی FDTD می تواند شکل
 
 
موج های زمانی بسیار پهن باند یا پاسخ های پایدار سینوسی را در هر فرکانسی در طیف تحریک فراهم
 
 
کند.
 
 
FDTD -4 طبیعتاً رفتار غیر خطی دارد. با بهره گرفتن از تکنیک حوزة زمان، FDTD پاسخ غیر خطی یک
 
 
سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه می کند.
 
 
FDTD -5 یک روش سیستماتیک می باشد. با FDTD می توان به جای استفاده از معادلات انتگرالی
 
 
 
 
نیازی به محاسبه توابع گرین مربوط به ساختار مورد نظر ندارد.
 
 
-6 ظرفیت حافظه کامپیوتر به سرعت در حال افزایش است. در حالی که این روش به طور مثبت تمام
 
 
تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد، این از مزیت های روش FDTD است که گسسته سازی
 
 
مکانی را روی یک حجم انجام می دهد، بنابراین نیاز به RAM بسیار زیادی دارد.
 
-7 توانایی مصور سازی کامپیوترها به سرعت در حال افزایش است. در حالی که این روش به طور مثبت
 
 
تمام تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد. این از مزیت های روش FDTD است که آرایه گام
 
 
های زمانی از مقادیر میدان را برای استفاده در ویدئو های رنگی برای نمایش حرکت میدان مناسب می
 
 
سازد.
 
-1-1 تاریخچه تکنیکFDTD  در معادلات ماکسول
 
 
جدول زیر بعضی از نشریات اصلی در این زمینه لیست شده اند که با مقاله Yee آغاز شده است.
 
 
بخشی از تاریخچه تکنیک FDTD برای معادلات ماکسول:
 
 
Yee :1966 اساس تکنیک عددی FDTD را برای حل معادلات کرل ماکسول در حوزة زمان و بر روی
 

خرید اینترنتی فایل کامل :

شبکه مکانی مطرح کرد.
 
 
Taflove :1975 و Brodwin ملاك پایداری عددی را برای الگوریتم Yee و اولین روش FDTD حالت
 
 
پایدار سینوسی را از موج الکترومغناطیسی 2 و 3 بعدی در ساختار ماده را تشکیل دادند.
 
 
Holland :1977 و Kunz و Lee الگوریتم Yeeرا در مسائل EMP به کار بردند.
 
 
1891:    Mur شرط مرزی جذب ABC مرتبه اول و دوم را برای شبکه Yeeبه کار برد.
 
 
Choi : 1986 و Hoeffer شبیه سازی FDTD از ساختارهای موجبری را ارائه دادند.
 
Sullivan :1988  اولین مدل FDTD سه بعدی از جذب موج الکترومغناطیسی توسط بدن انسان را
 
 
ارائه داد.
 
 
:1988 مدل FDTD یک مایکرواستریپ توسط Zhing ارائه شد.
 
 
:1990-91 مدل FDTD از پرمیتیویتی دی الکتریک وابسته به فرکانس توسط Kashiva و Luebbers
 
 
و Joseph ارائه شد.
 
 
:1992 مدل FDTD از عناصر مداری الکترونیکی فشرده در دو بعد به وسیله Sui بیان شد.
 
Berenger :1994 شرط مرزی جذب 1 PML را برای شبکه های FDTD دو بعدی مطرح کرد که به
 
وسیله Katz به سه بعد و توسط Re uter به پایانه های موجبری تفرقی منجر شد.
 
 
Schneider :1999 و Wagner آنالیز جامعی از پراکندگی شبکه FDTD مربوط به عدد موج مختلط را
 
 
بیان نمود.

:
 
در این پایان نامه روند طراحی یک تقویت کننده متعادل با نویز پایین در باندX دنبال خواهد شده ، این پروژه شامل دارای چندین ویژگی منحصر به فرد و توام را شامل می شود که عبارتند از :
 

1. طراحی تقویت کننده با ویژگی نویز پذیری پایین .

2. طراحی تقویت کننده با ویژگی پهنای باند وسیع .

3. طراحی تقویت کننده متعادل برای حصول بهره متوسط در باند وسیع .

 
توام بودن ویژگی های فوق در یک مدار تقویت کننده مایکروویو مستلزم طراحی مرحله به مرحله و استفاده از تکنیک های روتین طراحی و در نهایت جهت بهینه سازی پاسخ طراحی بدست آوردن ترکیب مناسبی از نمونه های طراحی می باشد .
 
.1-1   مدارات مایکروویو
 
فرکانس های مایکروویو بصورت قراردادی به فرکانس های 1 تا300GHz اطلاق می گردد یا به عبارت دیگر طول موج های رنج میکرون از نواحی مادون قرمز و نور مرئی را در خود دارد. با توجه به استاندارد
 
سازی انجام گرفته توسط IEEE یک مقیاس بندی در فرکانس های مایکروویو صورت گرفته است و
 
 
طراحی انجام می گیرد .
 
با پیشرفت تکنولوژی رویکردی در تجهیزات مایکروویو انجام گرفته و استفاده از موجبرها ، خطوط هم محور یا خطوط نواری جای خود را به مدارات مجتمع در فرکانس های مایکروویو داده است که در اینجا به سه دسته از آن اشاره خواهیم کرد :
 
-1   مدارات مایکروویو گسسته. (MDCs) ¹  یک مدار گسسته شامل عناصر جداگانه ای است که

خرید اینترنتی فایل کامل :

 
توسط سیم های هادی به هم وصل می شوند. مدارات گسسته همچنان در سیستم های مایکروویو پرتوان بسیار مفید هستند .
-2   مدارت مجتمع مایکروویو یکپارچه. (MMICs) ²  یک مدار مجتمع مایکروویو یکپارچه
 
متشکل از یک تراشه بلور نیمه هادی واحد است که همه عناصر اکتیو و پسیو و اجزاء اتصالات بر روی آن ساخته و پرداخته می شوند. معمولاً در سیستم های ماهواره ای و رادار هواپیمایی که در آنها به تعداد زیادی مدار مشابه وجود دارد ، کاربرد دارد.
-3  مدارات مجتمع مایکروویو. (MICs)³  مدارات مجتمع مایکروویو ترکیبی از عناصر پسیو و
 
اکتیو هستند که در طی مراحل متوالی نفوذ بر روی یک زمینه نیمه هادی یکپارچه یا هایبرید ساخته می شوند. MMICها دارای چگالی بسیار بالایی هستند یکMIC به صورت هایبرید
 
یا یکپارچه ساخته می شود ، بکارگیری MICها در مدارات دیجیتال و سیستم های نظامی با توان مصرف کم وچگالی بسته بندی کم ، بسیار مفید است.
 
.1-1-1 عناصر مداری مایکروویو .
 
عناصر مداری مایکروویو به دو نوع تقسیم بندی می شوند :
 

1. مدارات عنصر فشرده. عبارت فشرده به معنی غیر متغیر بودن LوC با فرکانس ثابت بودن فاز موج در روی عنصر می باشد. در فرکانس های مایکروویو حجم عناصر فشرده بسیار کوچکتر از مدار معادل گسترده آن است.

 
.2  مدارات خط توزیع شده. عبارت توزیع شده بدین معنی است که پارامتر های R و L و C و
 
G تابعی از از طول خط بوده و مقادیر L و C متغیر با فرکانس هستند.
 
انتخاب عناصر فشرده یا توزیع شده در شبکه های تطبیق تقویت کننده ها بستگی به فرکانس کار دارد.
 
تا باند فرکانسی X ، طول موج بسیار کوتاه است و عناصر فشردة خیلی کوچک نیز تغییر فاز ناچیزی
 
ایجاد می نمایند. درفرکانس کار مدار بالاتر از 20GHz عناصر توزیع شده ترجیح داده می شوند.
 
.1-1-2 تطبیق درشبکه های مایکروویو.
 
اگر امپدانس های بار و منبع با امپدانس های ورودی و خروجی قطعه اکتیو تطبیق نباشد ، برای تطبیق قطب های ورودی و خروجی باید شبکه های تطبیقی طراحی نمود. بطور کلی ، وقتی که اندازة
ضریب انعکاس کوچکتر یا مساوی واحد باشد از نمودار اسمیت معمولی¹  برای طراحی مدار تطبیق
 
استفاده می شود و اگر اندازة ضریب انعکاس بزرگتر از واحد باشد از نمودار اسمیت فشرده² به منظور تطبیق استفاده می گردد.
 
در سیستم های الکترونیکی مایکروویو اگر نتوان مقدار زیادی توان را توسط منبع منفرد تولید نمود و یا توان ورودی فراتر از ظرفیت یک قطعه نیمه هادی منفرد باشد، استفاده از روش های ترکیب توان قابل استفاده خواهد بود که ما در این پروژه بنحوی از یک تقویت کننده متعادل استفاده خواهیم کرد .