دانلود پروژه:تحلیل، شبیه سازی و ساخت آنتن میکرواستریپ بهینه شده یا رولایه متامتریال و استفاده از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات (PSO)

تعداد 173 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir
فایل ناب

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

پایان نامه‌ی دوره‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌ی مهندسی برق (میدان)

تحلیل،شبیه سازی و ساخت آنتن میکرواستریپ بهینه شده با رولایه متامتریال و استفاده از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات (PSO)

چکیده

تحلیل، شبیه سازی و ساخت آنتن میکرواستریپ بهینه شده یا رولایه متامتریال و استفاده از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات (PSO)

آنتن های میکرواستریپ به دلیل ویژگی منحصر به فردی مانند هزینه ساخت مناسب و وزن کم دارند، به ویژه در سیستم های بی سیم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از معایب این آنتن بهره نامناسب آن است. تلاش های بسیاری جهت افزایش بهره این آنتن صورت گرفته است، یکی از این موارد، استفاده از ساختار فرامواد به عنوان رولایه[1] آنتن است. فرامواد[2] دارای ساختاری متشکل از اشکال هندسی هستند که ابعاد هر سلول واحد آن از طول موج فضای آزاد بسیار کوچک تر است. این مواد در بازه فرکانسی خاصی دارای ضریب شکست و گذردهی الکتریکی و نفوذ پذیری مغناطیسی منفی هستند. این امر سبب می شود که امواج برخوردی به ساختار فراماده به صورت بازگشتی منتشر شود. جهت استخراج این پارامترها روش های مختلف مورد بررسی قرار می گیرند و روش NRW [3] به دلیل این که پاسخ مناسبی ارائه می دهد، استفاده می شود. در این پروژه چهار سلول فراماده جدید معرفی می شوند. جهت بهبود عملکرد ساختار فراماده از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات[4] استفاده می شود. این الگوریتم از رفتار طبیعی موجودات الهام می گیرد. در این روش بهینه سازی ذرات در جستجوی بهترین مکان که بیشترین تطبیق را با تابع شایستگی دارد، هستند. در این پایان نامه، کمینه مقدار توان تلفات بازگشتی به عنوان تابع شایستگی تعریف می شود. این الگوریتم از دو نرم افزار مطلب و HFSS به طور همزمان استفاده می نماید. این دو نرم افزار از طریق لینک API و زبان واسط VBS به یکدیگر متصل شده و الگوریتم بهینه سازی اجرا می شود. شرایط مرزی متفاوتی برای این الگوریتم تعریف می شود، در این پایان نامه جهت افزایش بازده الگوریتم بهینه سازی از دیواره های غیر قابل تشخیص استفاده شده است. دامنه حرکت ذرات و سرعت آن ها با توجه به ساختار آنتن تعیین می شود. خروجی برنامه مطلب به عنوان نقطه بهینه برگزیده می شود. سپس با توجه به فرکانس نوسان سلول واحد فراماده، ابعاد آنتن میکرواستریپ محاسبه می شود. با توجه به اینکه تعیین محل دقیق تغذیه نقش بسیار مهمی در عملکرد آنتن ایفا می نماید، جهت تعیین مکان قرارگیری کابل هم محور از الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات استفاده می شود. در نهایت آنتن میکرواستریپ به همراه رولایه که از ساختارهای فرامواد معرفی شده، تشکیل شده است در نرم افزار HFSS شبیه سازی می شود. با توجه به ساختار سلول واحد و ابعاد رولایه، آرایه ای از سلول واحد بر روی آنتن قرار می گیرد.  بهره آنتن به طور قابل ملاحظه ای نسبت به آنتن بدون رولایه افزایش می یابد. به طور میانگین افزایش dB 3 الی dB 4 مشاهده می شود. همچنین سمت گرایی آنتن بهبود می یابد و مقدار لوب عقبی نیز کاهش می یابد. این امر نشان میدهد استفاده از فراماده بهینه شده سبب بهبود عملکرد آنتن میکرواستریپ می شود.

[1] Superstrate

[2] Metamaterial

[3] Nicolson Ross Weir

[4]Particle Swarm Optimization