پایان نامه مطالعه و شبیه سازی آنتنهای تلفن همراه

پایان نامه مطالعه و شبیه سازی آنتنهای تلفن همراه

مشخصات تشعشعی یک آنتن 

مقدمه

انتقال امواج الکترومغناطیسی می تواند توسط نوعی از ساختارهای هدایت کننده امواج (مانند یک خط انتقال یا یک موجبر) صورت گیرد و یا می تواند از طریق آنتنهای فرستنده و گیرنده بدون هیچ گونه ساختار هدایت کننده واسطه ای انجام پذیرد. عوامل مختلفی در انتخاب بین خطوط انتقال یا آنتنها دخالت دارند. بطور کلی خطوط انتقال در فرکانسهای پایین و فواصل کوتاه عملی هستند. با افزایش فواصل و فرکانسها تلفات سیگنال و هزینه‌های کاربرد خطوط انتقال بیشتر میشود و در نتیجه استفاده از آنتنها ارجحیت می یابد]1[.

در حدود سالهای 1920 پس از آنکه لامپ تریود برای ایجاد سیگنالهای امواج پیوسته تا یک مگاهرتز بکار رفت، ساخت آنتنهای تشدیدی (با طول موج تشدید) مانند دوقطبی نیم موج امکان یافت و در فرکانسهای بالاتر امکان ساخت آنتنها با ابعاد و اندازه ی فیزیکی در حدود تشدید (یعنی نیم طول موج) فراهم شد. قبل از جنگ دوم جهانی مولدهای سیگنال مگنی‌ترون و کلایسترون و مایکروویو (در حدود یک گیگاهرتز) همراه با موجبرهای توخالی اختراع و توسعه یافتند. این تحولات منجر به ابداع و ساخت آنتنهای بوقی شد. در خلال جنگ دوم جهانی یک فعالیت وسیع طراحی و توسعه برای ساخت سیستم‌های رادار منجر به ابداع انوع مختلف آنتنهای مدرن مانند آنتنهای بشقابی (منعکس کننده) عدسی‌ها و آنتنهای شکافی موجبری شد]1[.

فهرست مطالب                                                                                                                               

عنوان                                                                                                                                             صفحه

چکیده..................................................................................................................................................................................... 

فهرست مطالب.......................................................................................................................................................................... II 

فرهنگ اختصارات.................................................................................................................................................................. IV 

فهرست اشکال........................................................................................................................................................................... 1 

فصل 1  مشخصات تشعشعی یک آنتن...................................................................................................................................... 5

1-1) مقدمه ............................................................... ...................................................... ...................................................... 5

1-2) تقسیم بندی نواحی اطراف یک آنتن .......................................................... .....................................................................5

1-3) شدت تشعشعی آنتن.............................................................................. ..........................................................................6

1-4) نمودارهای تشعشعی............................................................................... ..........................................................................7

................................................................... ....................................................................10 HPBW 1-5) پهنای تابه نیم توان

یک آنتن ........................................................ .............................................................11VSWR 1-6) پهنای باند فرکانسی و

1-7) بهره جهتی آنتن ..................................................................................... .......................................................................12

1-8) سمتگرایی ............................................................................................ .........................................................................13

1-9) بازده تشعشعی آنتن ................................................................................. .....................................................................13

) .......................................................................... .......................................................................13g 1-10) بهره یا گین آنتن (

1-11) امپدانس ورودی آنتن ............................................................................ ......................................................................14

1- 12) قطبش موج .................................................................................... ...........................................................................14

1-13) ضریب کیفیت (Q) در مدارات سری....................................................... ...................................................................15

فصل 2-  آنتن های تلفن همراه............................................................................ ...................................................................17

2-1) مقدمه.................................................................................................. ...........................................................................17

2-2) آنتن کوچک چیست ؟ ............................................................................ ......................................................................17

2-3) آنتن F معکوس و عملکرد یک آنتن تلفن همراه ............................................. .............................................................18

2-4) شاسی در گوشی موبایل  ........................................................................ ......................................................................21

2-5) آنتنهای سیمی..................................................................................... ...........................................................................22

2-6) موقعیت آنتن در موبایل........................................................................ .........................................................................24

2-7) حجم آنتن.......................................................................................... ...........................................................................27

2-8) انواع کلاسهای آنتنهای موبایل.................................................................. .....................................................................29

فصل 3 – توصیف کیفی و تحلیل عملکرد آنتن PIFA ............................................. ...........................................................34

3-1) مقدمه.............................................................................................. ...............................................................................34

3-2) تغییرات پورت زمین  و تاثیر آن روی آنتن PIFA در گوشی موبایل....................... .....................................................34

3-3) تحلیل آنتن PIFA  با استفاده از مدل های معادل ............................................ ............................................................41

3-4 ) روش تحلیل عملکرد آنتن PIFA در این پژوهش........................................... ............................................................43

3-5) شبیه سازی یک آنتن مونوپل به کمک نرم افزار HFSS .................................. ...........................................................44

فصل 4 –  نحوه طراحی آنتن PIFA در این تحقیق................................................. ..............................................................48

4-1) مقدمه............................................................................................... ..............................................................................48

4-2) طراحی اولیه آنتن................................................................................. ..........................................................................48

4-3) تبدیل آنتن PIFA   تک باند به دو باند........................................................ ................................................................53

4-4) بهینه سازی آنتن طراحی شده................................................................... ......................................................................55

4-5)جمع بندی........................................................................................... ............................................................................66