فصل دوم:تشخیص میزان موفقیت داروهای HPT درکاهش انگلهای دامی با بهره گرفتن از شبکه های عصبی

.1-2موضوع………………………………………………………………………………………………….. 27

.2-2شیوه ها……………………………………………………………………………………………… 28

.3-2نتایج آزما یش های بالینی……………………………………………………………. 30

.4-2تحقیق پرسشنامه ای…………………………………………………………………………. 34

.5-2پیاده سازی داده های جمع آوری شده با بهره گرفتن از شبکه های عصبی   36

فصل سوم: روش پیاده سازی شبکه های عصبی با بهره گرفتن از FPGA

.1-3 مقدمه ای بر 43………………………………………………………………………… ..…  FPGA

.2-3روش پیاده سازی شبکه های عصبی با بهره گرفتن از 48……………. FPGA

فصل چهارم:

نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………….. 69

مقاله ارائه شده در پجمین کنفرانس بین المللی سیستم های هوشمند WSEASکشور اسپانیا (مادرید 73……………………………………………………………………………………………………………….. (2006

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………. 77

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                     صفحه

.1-1جدول: : توابع مهم قابل استفاده در شبکه های عصبی 12………………………………………………………………………………………… …………………………………………..

.1-2 جدول : سطح آماری گروه های تحت درمان و کنترل 31                                                                        ……………………………………………………………………………………..

.2-2جدول: درصدلارو آلوده در 38 دسته از گروه های تحت کنترل و بررسی 33                                                                                                    …………………………………………

.3-2جدول: نشان دهنده درصد وجود انگلهادر دامهای موردا زمایش 38          2

.4-2جدول: نتایج شبیه سازی برای داده های تست 41…………………….. ………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
.1-1شکل: جریان اطلاعات در سیستم عصبی انسان 7
.2-1شکل: مدل سازی یک نورون مصنوعی 11
.3-1شکل: شبکه عصبی با طراحی پیش رو سه لایه 15
.4-1شکل: ساختار شبکه عصبی با طراحی پس انتشار سه لایه 17
.5-1شکل: منحنی تغییرات تابع انعطاف پذیر تک قطبی نسبت به پارامتر a 23
.6-1شکل: منحنی تغییرات تابع انعطاف پذیر دو قطبی نسبت به پارامتر a ٢٣
.1-2شکل: ساختار شبکه عصبی طراحی شده 39
.2-2شکل: کاهش خطا در حین شبیه سازی 40
.1-3شکل: ساختار آرایه ای یک PLA 45
.2-3شکل: ساختار آرایه ای یکSPLD 46
.3-3شکل: یک ساختار LUTچهار ورودی که عمل AND را انجام می دهد 47
.4-3شکل: شمای کلی شبکه پیاده سازی شده با FPGA 50
.5-3شکل: پیاده سازی تابع فعالیت برای نورون های ورودی 52
.6-3شکل: پیاده سازی تابع فعالیت برای نورون های خروجی 53
.7-3شکل: پیاده سازی تابع مجموع حاصل ضرب 54
.8-3شکل: جمع کننده 16 بیتی 55
.9-3شکل: جمع کننده 32 بیتی 56
.10-3شکل: مقایسه تابع سیگموئید و بسط مک لورن تا جمله X 11 58
.11-3شکل: پیاده سازی تابع سیگموئید 61
.12-3شکل: شمارنده 16 بیتی 62
.13-3شکل: T Flip Flop 63
.14-3شکل: مالتی پلکسر دو به یک 63
.15-3شکل: شیفت رجیستر 64
.16-3شکل: لچ 16 بیتی 65
.17-3شکل: شیفت دهنده به چپ و راست 66
.18-3شکل:مقایسه کننده 32 بیتی 67

چکیده :

شبکه های عصبی با توجه به توان بالا درپـردازش موازی،قابلیـت یـادگیری، تعمـیم، طبقـه بندی، قدرت تقریب، به خاطر سپردن و به خـاطر آوردن الگوهـا، خیـزش وسـیعی در زمینـه هـای مختلف هوش مصنوعی ایجاد کرده اند. از این رو به دلیل عملکرد خوب شبکه های عصبی مصنوعی برای شناسایی الگو، در این پایان نامه از شبکه های عصبی چنـد لایـه جهـت پیـاده سـازی سـخت افزاری سیستم استفاده شده است و روش جدیدی برای پیاده سازی شـبکه هـای عـصبی بـر روی

FPGA ارائه شده است . برای پیاده سـازی شـبکه عـصبی از داده هـای آمـاری اداره دامپزشـکی منطقه مغان استان اردبیل به عنوان مثال کاربردی استفاده شده است .

ضرایب وزن و بایاس شبکه عصبی MLP که از شبیه سازی توسط MATLAB بـه دسـت آمـده

است، برای پیاده سازی برروی FPGA، از سری XC 4000 استفاده شده است. برای پیاده سازی

برروی FPGA، از نرم افزار Foundation 4,1 بهره جستیم وتمام مدارات منطقی توسط این نـرم

افزار طراحی شده است . نتایج به دست آمده گویای این مطلب است که FPGA به دلیـل داشـتن

انعطاف پذیری و گیت های منطقی زیاد، برای پیاده سازی شبکه های عصبی ،IC مناسبی است .

مقدمه
مقدمه:

شبکه های عصبی با توجه به توان بالا درپردازش موازی،قابلیت یادگیری، تعمیم، طبقه بندی، قدرت تقریب، به خاطر سپردن و به خاطر آوردن الگوها، خیزش وسیعی در زمینه های مختلف هوش مصنوعی ایجاد کرده اند.از این رو به دلیل عملکرد خوب شبکه های عصبی مصنوعی برای شناسایی الگو، در این پایان نامه از شبکه های عصبی چند لایه جهت پیاده سازی سخت افزاری سیستم استفاده شده است. با توجه به طراحی سیستم های هوشمند و کوچکی که در لوازم روزمره امروزی کاربرد دارند، و از طرفی امکان ارتباط آنها به کا مپیوتر وجود ندارد نیاز به پیاده سازی سخت افزاری شبکه های عصبی در حجم کوچک احساس می شود و با توجه به این که آی

سی های FPGA بسیار انعطاف پذیر می باشند و به صورت نرم افزاری تمام طرح های سخت افزاری را می توان پیاده نمود لذا گزینه مناسبی جهت پیاده سازی سخت افزاری شبکه های عصبی می باشد.

در این پروژه یک روش برای پیاده سازی شبکه عصبی بر روی FPGA ارائه شده است .

برای پیاده سازی شبکه عصبی از داده های آماری اداره دامپزشکی منطقه مغان استان اردبیل استفاده شده است .

هدف از جمع آوری این داده های آماری تشخیص و شناسایی یک الگو جهت پیاده سازی در یک

شبکه عصبی از نوع چند لایهMLP است .

(3-2 استاندارد سازی اترنت 16…. ……………………………………………………………………… ..    10Mbps

(4-2 جزئیات فنی استاندارد اترنت  17………………………………………….. ……………………………………………………………..

(5-2 لایه های اترنت  20……………………………………………………. ……………………………………………………………………

(1-5-2 زیر لایه 21………………………………………………………………………………………………… PLS

(2-5-2 زیر لایه 21………………………………………………………………………………………………… AUI

(3-5-2 زیر لایه 22………………………………………………………………………………………………. MAU

(4-5-2 زیر لایه 22………………………………………………………………………………………………… MDI

(5-5-2 زیر لایه 23………………………………………………………………………………………………. MAC

فهرست مطالب

عنوان مطلب                                                                      شماره صفحه

(6-2 قاب فریم 23…………………………………………………………………………………………………… DIX

(7-2 آدرسهای اترنت  24…………………………………………………. ………………. ……………………………………………..

(8-2 استاندارد سازی اترنت توسط کمیته 26……………… …………………………………………………….. IEEE

(9-2 قالب فریم پیشنهادی IEEE برای اترنت  28.. …………………………………………… …………………………………….

(10-2 تعاریف و نکات کلیدی در اترنت  31……. ….. …………………………………………… ………………………………

فصل سوم : سوئیچهای اترنت ، انواع و معماری درونی آنها  36…………………………………….. ……………………………

(1-3 تفاوت سوئیچ و هاب و نیاز به سوئیچ ها  37….. …………………………………………………. ……………………..

(2-3 ویژگیهای عمومی یک سوئیچ اترنت  42…………………………………………………………… ………………………

فصل چهارم :  طراحی فیزیکی سوئیچ ها  47.. ………………………………………………………………….. …………..

(1-4 روش های طراحی فیزیکی سویچ اترنت  48… ……………………………………………………. …………………………

(1-1-4 روش مبتنی بر حافظه اشتراکی  48………………………………………………………………. …………………….

(2-1-4 روش مبتنی بر معماری ماتریسی  48… ………………………………………………………………. …………….

(3-1-4 معماری مبتنی بر معماری باس مشترك  49……. ………………………………………………. ……………………

50……. ……………………………………………………………………………….. Bridging Transparent (2-4

(3-4 فراوانی و آشفتگی انتشار  54……. ………………………………………………………………………… ………….

58………………………………………………………………………………………………… tress Spanning (4-4

(4-5 سوئیچهای مختلط 63……………………………………………………………………………………. (Hybrid)

فهرست مطالب

عنوان مطلب                                                    شماره صفحه

فصل پنجم : دیتا و جریان گردش آن داخل سوئیچ ئر یک سوئیچ 65……………………………………. cut-through

(1-5 فریم اترنت  66………………………………………………………………………… …………………………………………….

(1-1-5 مقدمه  66………………………………………………………………………………… . …………………………………….

(2-1-5 آغاز گر فریم  66……………………………………………………………………………. ………………………………

(3-1-5 آدرسهای MAC برای مبداء و مقصد  67………………………………………………………………. ………….

(4-1-5 طول /  نوع  67…………………………………………………………………….. ……………………………………………

(5-1-5 فیلد دیتا  67………………………………………………………………………. ………………………………………………..

(6-1-5 دنباله چک فریم 68………………………………………………………………………………………… CRC

(7-1-5 فاصله بین فریمها  68……………………………………………………………….. …………………………………………..

(2-5 جریان دیتا داخل یک سوئیچ cut-through بهینه سازی شده  69………………… ……………… …………………..

منابع و ماخذ

منابع فارسی

منابع لاتین

چکیده انگلیسی

فهرست شکلها

عنوان                                                                                  شماره صفحه

شکل (1-2 نمای کلی یک شبکه اترنت  10……………………………………………………………… ………………………..

شکل (2-2 دست نوشته باب متکالف (طراحی اترنت)    11…………………………………………………….. ………….

شکل (3-2 الگوریتم عقبگرد نمایی  13……………………………………………………… …………………………………………..

شکل (4-2 وضعیت های ارسال سیگنال  15……………………………………………….. …………………………………………..

شکل (5-2 مقایسه کدینگ باینری و منچستر  19……………………………………………… ………………………………………..

شکل (6-2 اجزاء تشکیل دهنده لایه های اول و دوم مدل 20………………………………………………………. OSI

شکل (7-2 قاب فریم 23…………………………………………………………………………………………….. DIX

شکل (8-2 فریم آدرس ها  25………………………………………………………. …………………………………………………………

شکل (9-2 مقایسه فریم های پیشنهادی DIX و28……………………………………………………………….. IEEE

شکل (4-2 وضعیت های ارسال سیگنال  30…………………………………………………. ………………………………………..

شکل (1-3 مقایسه سوئیچ و هاب  37……………………………………………………………. …………………………………….

شکل (2-3 مفهوم لایه ای سوئیچ  44……………………………………………………………… …………………………………..

شکل (3-3 نمودار تاخیر زمانی انواع سوئیچ  46……………………………………………………. …………………………….

شکل (1-4 عملکرد سوئیچ مبتی بر روش ماتریسی  49…………………………………………………. ……………………….

شکل 51……………………………………………………………………………………………………………….. (2-4

شکل (1-5 فریم اترنت  66………………………………………………….. ……………………………………………………………………..

شکل (2-5 گردش دیتا داخل سوئیچ  69……………………………………………………………….. …………………………….

فهرست جدولها

یک سیستم کنترلی مقاوم خطا (FTCS)، سیستم کنترلی است که توانایی سازگاری خطاهای سیستم را به طور اتوماتیک دارد و پایداری و عملکرد قابل قبول را حتی در حضور خطاها ارائه می کند. به طور کلیFTCS به دو دسته قابل تقسیم است: (PFTCS) passive ١١( AFTCS)active , ١٢

AFTCS از ٤ بخش تشکیل شده است: ١) یک کنترل کننده با ساختار بندی مجدد، ٢) یک طرحFDD، ٣) یک مکانیسم پیکر بندی مجدد کنترل کننده، ٤) یک مولد فرمان/ مرجع (command/reference governor

اهداف و ساختار: AFTC اهداف طراحیFTCS باید شامل عملکرد دینامیک و حالت ماندگار نه فقط تحت شرایط نرمال، بلکه تحت خطاها نیز شامل شود. رفتارهای سیستم در این دو حالت عملکردی مشخصاً متفاوت می باشد. در شرایط نرمال، ممکن است روی کیفیت رفتار سیستم تأکید شود. در حضور خطا، اینکه چگونه سیستم با یک عملکرد تضعیف شده قابل قبول باقی می ماند بحث اصلی است.

درماجول FDD، هر دو پارامترهای خطا و متغیرهای حالت سیستم باید به صورت روی خط در زمان حقیق تخمین زده شود. طرح های روی خط FDD برای انواع مختلف خطاها نیازمند ارائه هستند تا تصمیم قابل اعتماد و به موقع برای فعال سازی مکانیسم پیکر بندی مجدد کنترل گرفته شود. براساس اطلاعات روی خط سیستم بعد از خطا، تولید شده توسط FDD، کنترل کننده پیکر بندی مجدد باید به صورت اتوماتیک طراحی شود تا پایداری و دینامیک خاص و عملکرد حالت گذاری سیستم را حفظ کند. به علاوه، برای تضمین توانایی سیستم حلقه بسته در ردیابی ورودی فرمان یا یک مسیر یا مدل مرجع حتی در حضور خطاها، یک کنترل کننده پیش سوی پیکر بندی مجدد ساخته می شود تا به ردیابی فرمان برسد . در حالت جلوگیری از تنزل عملکرد و اشباع عملگر، یک مولد ورودی فرمان/مرجع استفاده می شود تا ورودی مرجع یا مسیر مرجع تنظیم شود.

در صورتی که علاوه بر پارامترهای کنترل کننده فیدبک و پیش سو، ساختار کنترل کننده ها از نظر مرتبه، تعداد و نوع کنترل کننده نیز تغییر پیدا کنند، به عنوان سیستم کنترل ساختار یافته مجدد شناخته می شود که محاسبات و تحلیل فراتر از پیکر بندی مجدد را شامل می شود.

دسته بندی روش های کنترلی موجود با قابلیت پیکر بندی مجدد: روش های طراحی کنترل با قابلیت پیکر بندی مجدد بر اساس مدل به یکی از روش های زیر منجر می شود : تنظیم کننده مربعی خطی١٣، ساختار ویژه، شبه معکوس، تعقیب مدل، کنترل تطبیقی، مدل چندگانه، جدول بندی بهره، تغییر پارامترخطی، کنترل ساختار متغیر ، مود لغزشی، کنترل پیش بین، خطی سازی فیدبک و دینامیک معکوس.

سیستم های مقاوم خطا و طراحی های کنترلی مربوطه دارای کاربردهای مهندسی گسترده و مختلف، می باشند، که در محدودیت های زیر قرار می گیرند: (a سیستمهای امنیتی (هواپیما، هلیکوپترها، فضاپیماها و اتومبیل ها، صنایع نیروی هسته ای و شیمیایی خطرناک)، (b سیستمهای زندگی (تله روباتها برای جراحی،

مانیتورهای کار گذاشته قلب، ابزار تشخیص نانو ماهیچه و سایر تجهیزات پزشکی، کنترل ترافیک زمینی و سیستم های اتوماتیک شده بزرگراه)، (c سیستمهای ماموریت (سیستم های کنترل ترافیک هوایی، سیستم های دفاعی، دستگاه های فضایی و فضاپیما، وسایل هوایی/ فضایی / زیر دریایی خود گردان، روبات های استفاده شده در پروسه های صنعتی و شبکه های ارتباطی)، (d سیستم های هزینه (ساختارهای فضای مقیاس بزرگ، اتومبیل هایdrive-by-wire، کنترل پروسه توزیع شده، شبکه های محاسباتی و ارتباطی).

فصل اول

کلیات سیستم های کنترل مقاوم خطا

FTCS

١-١ مقدمه

برای سیستم های کنترل پیشرفته ، توالی هایی از خطاهای اجزای سیستم می تواند فاجعه آمیز باشد . قابلیت اعتماد در چنین سیستم هایی با تضمین این که خطایی رخ نخواهد داد ،افزایش خواهد یافت ،ولی به هر حال ،این هدف غیر واقعی و اغلب غیر قابل دستیابی است چون خطاها نه فقط به خاطر کهنگی و فرسودگی اجزای سیستم رخ می دهند،بلکه به خاطر خطاهای انسانی در ارتباط با نصب و نگهداری نیز ایجاد می شوند. بنابراین طراحی سیستم های کنترلی که بتوانند در مقابل خطاهای ممکن مقاوم باشند جهت افزایش قابلیت اعتماد ودردسترس بودن این سیستم ها ،لازم است . این نوع از سیستم های کنترل به عنوان سیستم های کنترل مقاوم خطا شناخته شده است.

در طول سه دهه گذشته، تقاضای روبه رشدی برای قابلیت اعتماد١٤، ماندگاری١٥ و قابلیت نگهداری١٦ در سیستم دینامیک، تحقیقات را در زمینه تشخیص خطا و عیب یابی ایجاد کرده است. چنین تلاش هایی منجر به پیشرفت بسیاری از روش هایFDD شده است. همزمان با آن، تحقیق روی سیستم های کنترلی مقاوم خطا (FTCS) ١٧و با قابلیت پیکر بندی مجدد ١٨ افزایش یافته که تحقیقات اولیه روی کنترل ساختار بندی مجدد و سیستم های کنترلی پرواز خود تعمیر١٩ در اوایل ١٩٨٠ شروع شد. به هر حال، در مقایسه با FDD، کتابهای بسیار کمی روی موضوع FTCS منتشر شده اند. اگر چه تحقیقات انفرادی گسترده ای روی FTCS انجام شده است، مفاهیم سیستماتیک، روش های طراحی و حتی اصطلاح شناسی آن هنوز استاندارد گذاری نشده است. به علاوه، بنا به دلایل تاریخی، عمده تحقیقات روی FDD و کنترل پیکر بندی مجدد/ ساختار بندی مجدد مستقل انجام شده است.

بسیاری از روش هایFDD به عنوان یک ابزار عیب یابی یا مانیتورینگ و نه به عنوان یک بخش از FTCS گسترش یافته است. واضح است که برخی از روش هایFDD موجود، نیاز ساختار بندی مجدد کنترل کننده را ممکن است برآورده نکند. از سوی دیگر بسیاری از کنترل های پیکربندی مجدد با فرض اطلاعات کامل ازFDD طراحی شده است. عکس العمل بینFDD و FTCS و طراحی مجتمع این دو برای کاربردهای روی خط٢٠ زمان حقیقی٢١ اهمیت بسیاری دارد. یک نتیجه نادرست یا با تأخیر فراوان ازFDD، ممکن است باعث تلفات در عملکرد سیستم و حتی ناپایداری کل سیستم شود. یک کنترل کننده نامناسب نیز بر اساس اطلاعات نادرست از FDD، منجر به عملکرد ضعیف و حتی ناپایداری کل سیستم می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول: آشنایی با متدهای کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب
بخش اول:
پیاده سازی قانون کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب به سیتمهایی نظیر Arneodo 12
بخش دوم:
طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون سیتم آشوب Chen 19
بخش سوم:
شناسایی پارامتر و کنترل سیستمUnified Chaotic با دیدگاه کنترل تطبیقی 24
بخش چهارم:
کنترل تطبیقی ویکسان سازی سیستمunifiedباسویچ منتاوب پیوسته تأخیردار 33
بخش پنجم:
طراحی و پیاده سازی کنترلر تطبیقی خالص برای سنکرونیزاسیون سیستم لرنز 39
فصل دوم: آشنایی با کاربردهای سنکرونیزاسیون تطبیقی آشوب
بخش اول
کاربرد سنکرونیزاسیون تطبیقی آشوب در سیستم انتقال بار 46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
-1 چکیده 46
-2 پدیده سنکرونیزاسیون آشوب دو سیستم 47
-2-1 مدلسازی و فرموله کردن سیستم 47
-2-2سنکرونیزاسیون تطبیقی زیر سیستمهای Master & Slav 50
-2-2-2سنکرونیزاسیون عبارت غیر خطی 52
-2-3 سنکرونیزاسیون با فیدبک تطبیقی 54
-2-4 بررسی پاسخ زمان گذرا برای سنکرونیزاسیون سیستمهای آشوب یک بعدی 56
-2-5 سنکرونیزاسیون دو سیستم مستقل 59

بخش دوم

کاربرد یکسان سازی تطبیقی آشوب در سیستم معروف به Loudspeaker

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1 چکیده 62
-2 مدلسازی سیستم 62
-3 سنکرونیزاسیون در سیستم آشوبناك .Drive_ Responseبا متد کنترل تطبیقی 64
-4 شناسایی (تخمین) پارامترها ا روش کنترل تطبیقی 70
بخش سوم
کاربرد یکسان سازی آشوب در افزایش ضریب امنیت مخابره پیام
-1 چکیده 77
-2 پیاده سازی بخش تبادل اطلاعات با سیستم لرنز 78
بخش چهارم
کاربرد Chaos Synchronization در کنترل لغزشی و تغییر ساختاری پارامتر
-1 چکیده 84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
-2 -2طراحی Sliding Surface وقانون کنترلی مربوط به آن 87
-3مثال: سنکرونیزاسیون دومدار Chua با تغییرات پارامتریک 90
بخش پنجم
کاربرد سنکرونیزاسیون آشوب در عملکرد لیزرهای نیمه هادی تأخیردار کوپل شده
-1 چکیده 94
-2 سیستمهای LS 94
-3 کوپلینگ و سنکرونیزاسیون تطبیقی 96
فصل سوم:
طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب در افزایش ضریب امنیتی مخابره اطلاعات
-1 مقدمه ای بر امنیت ارتباطات و سنکرونیزاسیون تطبیقی سیستمهای Chaotic 103
Chaotic Masking 105
Chaotic Switching [chaotic shift keying (CSK) 105
Chaotic Modulation 106
-2 انتخاب طرح امنیتی 107
بخش اول :مدار VLSI 108
-2-1 سنکرونیزاسیون تطبیقی دو مدار یکسان Chua 113
-Iنگاهی اجمالی به مدار Chua 113
-IIطراحی تطبیقی 114
تئوری طراحی قانون کنترل 117
-IIIنتایج شبیه سازی 122
-2-2 طراحی و پیاده سازی سنکرونیزاسیون تطبیقی سیستمهای آشوب Lu 124
-Iسنکرونیزاسیون تطبیقی سیستم Lu 126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
II -نتایج شبیه سازی 128
تأثیر نویز 130
بخش پایانی: Recovering و بازیافت سیگنال اصلی 133
فصل چهارم
اهداف 139
جمع بندی و نتیجه 140
منابع 142

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
فصل اول
بخش اول:
شکل:1-1-1 کنترل سیستم لرنزبه نقطه ثابت 16
شکل:2-1-1 کنترل سیستم Lu به نقطه ثابت 16
شکل:3-1-1 کنترل سیستم چن به نقطه ثابت 16
شکل:4-1-1 کنترل سیستم Arneodo به نقطه ثابت 17
شکل:5-1-1 کنترل سیستم لرنز به نقطه ثابت x 18
شکل:6-1-1 کنترل سیستم چن به نقطه ثابت x 18
بخش دوم:
شکل:1-1-2 رفتار آشوبناك سیستم چن 19
شکل:2-1-2 میل کردن خطا به سمت صفر 22
شکل:3-1-2 تغییرات پارامترها 22
شکل4-1-2 خطای سنکرونیزاسیون 23
شکل:5-1-2 تغییرات پارامترها 23
بخش سوم:
شکل 1-1-3و2و:3کنترل حالتهای آشوبناك سیستم Unifiedبه نقطه تعادل 31
شکل :4-1-3 کنترل دومین حالت سیستم Unified به مسیر پریودیکSin wt 32
بخش چهارم:
شکل :1-1-4رفتار آشوبناك سیستم باw1= w2= w3= w4=1 34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
شکل :2-1-4رفتار آشوبناك سیستم باw1= w2= w3= w4=4 34
شکل3-1-4و4و5و:6 حالت خروجیy~z سیستم 5و خطای خروجی r(t) 37-36
بخش پنجم:
شکل:1-1-5 دینامیک خطا برای سیستم لرنز کنترل شده 43
شکل :2-1-5تغییرات پارامتربا مقدار اولیه صفر 43
فصل دوم
شکل:1-2-1دیاگرام شماتیک سیستم انتقال بار 46
شکل:2-2-1 طیف سه مولفه لیاپانف 49
شکل3-2-1و:4 پرتره فاز حالتهای سیستم و پاسخ زمانی خطا 51
شکل :5-2-1 طیف لیاپانف سیستم برای A(x1-x2) 52
شکل6-2-1و:7 پرتره فاز حالتهای سیستم و پاسخ زمانی خطا 53
شکل :8-2-1 طیف لیاپانف سیستم برای A(x1-x2) 54
شکل:9-2-1سنکرونیزاسیون سیستمها از طریق فیدبک تطبیقی 55

شکل :10-2-1ترسیم مقادیر مختلف فاصله اقلیدسی دو سیستم برای ضریب کوپلینگ متفاوت 57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل:11-2-1 پرتره فاز حالتهای سیستم و پاسخ زمانی خطا 59
شکل12-2-1و:13 ترسیم 1,2 بر محور ω t 61،60
ω
t
شکل :1-2-2دیاگرام شماتیک سیستم LS 62
شکل :2-2-2 دیاگرام دوشاخگی حالتها برای A بین 38و44 63
شکل :3-2-2 طیف مولفه های لیاپانف برای A بین 38و44 64
شکل4-2-2و…و:7پاسخ زمانی حالتهای drive &response system x1 ,…, x4 66-68
شکل 8-2-2و…و:11پاسخ زمانی Error 1,…,4 68-70
شکل 12-2-2و:13 گراف نتیجه شناسایی پارامترα44,α 22 73و74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
شکل14-2-2و…و:17پاسخ زمانی Error 1,…,4 74-76
شکل:1-2-3دیاگرام شماتیک سنکرونیزاسیون آشوب وسیستم انتقال اطلاعات 79
شکل :2-2-3 سنکرونیزاسیون بین x1,x3 81
شکل :3-2-3 اعمال سنکرونیزاسیون به سیستم انتقال اطلاعات 82
شکل :(4-2-3a-d) سنکرونیزاسیون دو مدار Chua با تغییرات پارامتر 92-93
شکل :1-2-5 شماتیک نصب آزمایشی لیزر های نیمه هادی کوپل شده 95
شکل :2-2-5 سری زمانی دو لیزر 96
شکل:3-2-5 زوم 9 ns روی سری زمانی شکل 2 97
شکل:4-2-5 سری زمانی برای دو SL کوپل شده یکسان 99
شکل:5-2-5 طیف rf مربوط به laggard, leader 100
فصل سوم
شکل:1-3 دیاگرام ساختاری آشکار سازی و پنهان سازی 104
شکل :2-3بلوك دیاگرام ساختاری قسمت رمز نگار مدار VLSI 108
شکل : :3-3 نقاط تعادل و پهنای باند مدار VLSI 109
شکل:4-3 مولد زیر سیستمهای سنکرون شده بین رمزنگار و رمزگشا 110
شکل :5-3 بخش مدولاتور سیگنال 111
شکل:6-3فیلتر غیرخطی و مبدل A2D 112
شکل:7-3ساختار مدار Chua 114
شکل:8-3نواحی جذب مدار Chua 115
شکل:9-3خروجیx آشوب سیستم 115
شکل:10-3پاسخ زمانی خطای سنکرونیزاسیون 122
شکل:11-3تغییرات پارامتر با مقادیر اولیهk0=3,k0=1 123

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان صفحه
شکل:12-3 سنکرونیزاسیون حالتهای x1,x2 سیستم Master & Slave 123
شکل :13-3 جذب کننده های آشوب سیستم Lu 125
شکل:14-3خروجی آشوب سیستم 125
شکل:15-3 دیاگرام دو شاخگی سیستم 126
شکل:16-3 پاسخهای زمانی خطای سنکرونیزاسیون 128
شکل:17-3 تطبیق حالتهای سیستم Master & Slave 129
شکل:18-3بلوك دیاگرام ساختاری فیلتر تطبیقیLMSطراحی شده 131
شکل:19-3 نویز+سیگنال،سیگنال و خطای بین آنها بعد از فیلترینگ 132
شکل:20-3 بازیافت پیام(طرح امنیتی( 1 134
شکل:21-3 بازیافت پیام(طرح امنیتی(2 135
شکل:22-3 بازیافت پیام(طرح امنیتی(3 136

چکیده :
روش های نوین رمزگذاری((Codingاطلاعات و کاربرد آنها در مخابره امن((Secure Communicationامروزه اهمیت فراوانی یافته و توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است.در این میان روشی ارجح است که دارای کیفیت مناسبی بوده و امنیت بالاتری را برای سیستم ایجاد نماید.یکی از روش هایی که در چند دهه اخیر برای این منظور پیشنهاد شده و مورد بررسی تجزیه و تحلیل قرارگرفته است،بهره گیری از سیستمهای آشوبگون و روش های کنترلی این سیستمها به خصوص کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب برای رمزنگاری اطلاعات میباشد؛در این روش با بهره گرفتن از خصوصیات منحصر بفردی که پدیده ها و سیستمهای آشوبناك دارند-مانند حساست بالا به شرایط اولیه و تغییرات پارامترها-میتوان امنیت خوب و قابل قبولی رادر مخابره اطلاعات فراهم نمود.

هدف از این پروژه طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب و بهره گیری از آن در افزایش ضریب

امنیتی مخابره و انتقال اطلاعات بوده است که از سیستمهای آشوب چوا((Chuaو لو((Lu برای رمزنگاری اطلاعات و از

روش سویچینگ بین نواحی جذب آشوب–CSKبرای پنهان سازی و انتقال اطلاعات استفاده شده است.

همانطور که گفته شد و خواهیم دید از دو سیستم برای تولید آشوب استفاده شده که یکی ازآنها(فرستنده)اطلاعات را رمزگذاری کرده و سیستم دیگر(گیرنده)براساس سنکرون بودن دو سیستم،اطلاعات را بازیابی می کند.همچنین مدارهایی برای تبدیل سیگنال پیام به سیگنالهای آشوب و همجنین مدارهایی برای بازیافت سیگنال ماسک شده انتقالی معرفی می گردد.

کلمات کلیدی:

آشوب-سنکرونیزاسیون و کنترل تطبیقی-مدار چوا و سیستم آشوب لو-رمزنگاری و امنیت مخابره اطلاعات-طرح CSK
مقدمه:

در این پروژه در ابتدا برای آشنایی هر چه بیشتر با مطالب موجود،سعی بر ارائه تعاریف پایه و مفاهیم عمومی در زمینه

آشوب و کنترل و سنکرونیزاسیون تطبیقی سیستمهایChaotic گردید. مثل تعریف دینامیک غیرخطی آشوب و تعریف مربوط به روش های سنکرونیزاسیون که در ادامه نیز اشارهای بسیار مختصر به آن می شود.

از مهمترین شناسه های سیستم آشوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:[2]

  1. حساسیت بسیار بالا به شرایط اولیه

 

  1. حساسیت بسیار بالا به تغییر پارامترهای سیستم

 

  1. تأثیر فیدبک خروجی بر ادامه فعالیتهای سیستم

با آغاز بحث آشوب در سیستمهای غیرخطی و کنترل آن، روشها و نظریات و تئوریهای کنترلی گوناگونی اعم از خطی و غیر خطی در این زمینه پیشنهاد و ارائه گردید؛ نظیر:

  • کنترل فیدبک خطی[1]

 

  • کنترل فیدبک با تأخیر زمانی36]،[34

 

  • کنترل بازگشتی یا 16]Back Stepping Control،[17

 

  • متغیرهای لغزشی [20]

و….
یکی از مباحث مطرح شده در زمینه فوق، مبحث کنترل تطبیقی و یکسان سازی سیستمهای آشوب[3]است که کماکان مسائل زیادی را برای طرح و تحقیق و ارائه در خود جای داده است.

تحقیقات و بررسیهای بسیاری در زمینه کنترل تطبیقی و یکسان سازی سیستمهای دینامیکی آشوب صورت گرفت

و نتایج مطلوبی حاصل گردید که در اغلب آنها “روش کنترل تطبیقی،”تئوری پایداری لیاپانف”،”طراحی تخمینگر

پارامترهای مجهول” و … نقش محوری را بر عهده داشتند.36]،[34

…,Chen,Ch.Hua,Pikovsky,Fradkov,Coworker ازجمله محققانی بوده اند که تلاشهای بسیاری در زمینه تجزیه و تحلیل موضوع مورد اشاره انجام دادند که نتایج بررسیهای برخی از این محققین ارائه و روش های بکار گرفته شده توسط هر کدام که گاه باهم شباهتها و تفاوتهایی داشتند با یکدیگر مقایسه گردید.از این موارد می توان نمونه های زیر را نام برد:

  • پیاده سازی قانون کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون آشوب به سیتمهایی نظیر 25]Arneodo،[18

 

  • طراحی و پیاده سازی کنترل تطبیقی و سنکرونیزاسیون سیتم آشوب )Chenکلیه پارامترها نامعین)6]،[3

 

  • شناسایی پارامتر و کنترل سیستم Unified Chaotic با دیدگاه کنترل تطبیقی[13]

 

  • اعمال روش قانون کنترل تطبیقی سنکرونیزاسیون سیستمunified با سویچ متناوب پیوسته تأخیردار[30]

 

  • طراحی و پیاده سازی کنترل کننده تطبیقی خالص برای سنکرونیزاسیون سیستم لرنز[35]

در تمام این موارد نتایج شبیه سازی ارائه شده، مهر تأییدی بر اجرای موفق طراحیها بود.

اولین آنتن ساخته شد که به مرور زمان با تحقیقات زیادی که در مورد آرایه های این نوع آنتن

انجام گرفت انواع مختلفی از آنها بدست آمده است . بعضی از انواع این آنتن ها نظیر دی پل چاپی .

شکافی چاپی ، دی پل خم شده چاپی قبل از طرح ایده آنتن های مدار چاپی ساخته شده بودند .

سپس با عنوان شدن این موضوع آنتنهای بالا نیز با کمی تغییر در این ساختار به کار گرفته شدند .

آنتنهای مایکرواستریپ با توجه به مزایای زیادی مانند قیمت پایین سازگاری با مدارات چاپی وزن و

حجم کم ، ساخت آسان ، باعث شده که به مرور زمان کاربردهای فراوانی در میان آنتنهای

مایکروویو داشته باشد .

آنتنهای مایکرواستریپ نسبت به آنتنهای دیگر مزایای زیادی دارند . مزایای اصلی آن عبارتند

از :

-1 به دلیل نازك بودن قطر این آنتن می تواند به راحتی بر روی بدنه هواپیما و ماهواره یا

موشک نصب شود .

-2 سطح مقطع پراکندگی آن کم است .

-3 با تغییر محل تغذیه می توان پلاریزاسیونهای مختلف خطی ، دایره ای راست گرد و چپ

گرد را بوجود آورد .

-4 حجم کم و وزن کم این نوع آنتن

-5 هزینه ناچیز ساخت این آنتنها به طور انبوه

-6 این نوع آنتن با چند فرکانس کار ( ( Dual frequency قابل ساخت است .

-7 به دلیل سازگاری با مدارات مخابراتی و قابلیت ساخت این نوع آنتن روی بردها ، مجموعه

مدارها و آنتن را در یکجا می توان جمع نمود

-8 خط تغذیه و شبکه تطبیق همزمان با ساخت آنتن قابل ساخت می باشد .

این مزایا باعث گردیده که کاربرد این نوع آنتن در رنج فرکانس 100MHz  –  50GH z

گسترش یابد .

اما این آنتنها دارای محدودیت های اساسی نیز می باشند که از مهمترین آن می توان به

پهنای باند باریک آن اشاره کرد . این پهنای باند به فاصله بین المان تشعشع کننده و صفحه زمین

وابسته است . هر چه فاصله کمتر باشد پهنای باند نیز کمتر خواهد بود .

توان تشعشعی آنتن مایکرواستریپ ارتباطی به ضخامت لایه عایق ندارد و مستقل از آن می

باشد . یکی دیگر از محدودیت های مهم این نوع آنتنها تلفات خطوط تغذیه است . شبکه تغذیه این

نوع آنتنها معمولاً همراه با المان تشعشع کننده بر روی لایه عایق چاپ می شوند . که باعث افزایش

تلفات توان می گردد .

انتقال و تلف شدن توان به علت وجود امواج سطحی در لایه عایق از یک خط به خط دیگر

یکی از محدودیت ها و عیوب آنتن مایکرو استریپ می باشد .

به طور کلی می توان معایب آنتن مایکرو استریپ را به صورت زیر خلاصه کرد :

-1 محدودیت و داشتن حداکثر گین قابل دسترس از آنتن در حدود 20dB

-2 پهنای باند باریک

-3 بین خط تغذیه و تشعشع کننده ، ایزولاسیون کمی وجود دارد .

-4 توان خروجی پایین .

-5 تلفات بالا که در نتیجه باعث کاهش گین می شود .

-6 تحریک شدن امواج سطحی .

کلیات

هدف :

با توجه به مزایای آنتنهای مایکرو استریپ که در مورد آنها بحث شد از قبیل حجم کم

سادگی ساخت قیمت پایین کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع نظامی و تجاری پیدا کرده است از

این رو در سالیان اخیر تحقیقات بسیار زیادی در ساخت انواع مختلف آنتنهای مایکرو استریپ

صورت گرفته است و در حال حاضر شاهد تنوع بسیار زیادی از نظر ساختمان و نوع کاربرد آن

هستیم .

یکی از کاربردهای آنتن مایکرو استریپ که مورد علاقه دانشمندان واقع گردیده ارسال

امواج مایکرو ویو با پلاریزاسیون دایروی است که مطالعات وسیعی جهت حصول این امر بر روی

پچهای دایروی و مربعی صورت پذیرفته و مقالات زیادی در این زمینه موجود می باشد. متاسفانه

مقالات بسیار اندکی برای ایجاد پلاریزاسیون دایروی با پچ مثلثی در مجلات معتبر دنیا می توان

یافت .

با توجه به این که مشخصه پچهای مثلثی تقریبا شبیه به پچهای مربعی بوده و اندازه آن

کوچکتر از پچهای مربعی است در اینجا سعی شده رفتار این پچ جهت تولید پلاریزاسیون دایروی

با یک استاب باند عریض بر روی یکی از اضلاع و تنها با بهره گرفتن از یک نقطه برای تغذیه مطالعه

شود.

پیشینه تحقیق :

همانطور که در بالا ذکر گردید تحقیقات بسیار معدودی بر روی پچهای مثلثی یک سو

تغذیه برای ایجاد پلاریزاسیون دایروی انجام گرفته است. اولین مطالعات برای این منظور توسط

آقای Suzuki ارائه شده است . [8 ] وی توانسته است با تغییر اندکی بر روی اندازه دو ضلع از مثلث

متساوی الاضلاع و تعیین نقطه مناسب برای تغذیه آنتن امواج با پلاریزاسیون دایروی تولید کند.

تحقیقات بعدی توسط Jui-Han-Lu و همکارانش صورت گرفته است.  آنها برای تولید

پلاریزاسیون دایروی ایجاد شکاف بر روی یکی از اضلاع مثلث و یا سطح داخلی پچ و نیز با افزودن

استاب باند باریک و با ایجاد اغتشاش ( perturbation) را مورد مطالعه قرار داده اند.

روش کار و تحقیق :

در این تحقیق یکاستاب باند عریض جایگزین استاب باریک ارائه شده توسط Jui-Han-

گیرنده ها……………………………………………………………………………………………………………………… 9

فصل دوم : تقویت کننده کم نویز و ساختارهای مختلف آن…………………………………………………………. 11

روش اول:…………………………………………………………………………………………………………………… 12

روش دوم:…………………………………………………………………………………………………………………… 13

فصل سوم : تکنولوژی های نیمه هادی تقویت کننده های کم نویز باند فراپهن…………………………………….. 15

یک مثال برای ساختار 16…………………………………………………………………………………………… SiGe

18…………………………………………………………………………………………………………………….. CMOS

ساختار18………………………………………………………………………………………………………. CMOS1

ساختار 22…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 2

ساختار 24…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 3

ساختار 26…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 4

ساختار 29…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 5

ساختار 32…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 6

ساختار 35…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 7

ساختار 38…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 8

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                                                   شماره صفحه

ساختار 41……………………………………………………………………………………………………… CMOS9

ساختار 44……………………………………………………………………………………………………. CMOS 10

ساختار 46……………………………………………………………………………………………………. CMOS 11

ساختار 49……………………………………………………………………………………………………. CMOS 12

ساختار 51……………………………………………………………………………………………………. CMOS 13

مقایسه ساختارهای بررسی شده :……………………………………………………………………………………… 54

فصل چهارم : ترانزیستورها و MMIC های ارائه شده برای باند فراپهن……………………………………………. 56

شرکت 57………………………………………………………………………………………………… (AVAGO)  HP

58 …………………………………………………………………………………………………………. ATF‐34143

شرکت 59…………………………………………………………………………………………………………… Hittite

59……………………………………………………………………………………………………… HMC‐ALH444

60……………………………………………………………………………………………………… HMC753LP4E

61……………………………………………………………………………………………………….. HMC772LC4

فصل پنجم : نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………… 63

منابع و ماخذ…………………………………………………………………………………………………………………… 65

فهرست منابع فارسی…………………………………………………………………………………………………………. 65

فهرست منابع لاتین………………………………………………………………………………………………………….. 66

سایتهای اطلاع رسانی……………………………………………………………………………………………………….. 67

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………….. 68

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان شماره صفحه
شکل -1 باند فراپهن در مقایسه با باند باریک ……………………………………………………………………………………………. 7
شکل -2 مدولاسیون فرکانسی باند باریک …………………………………………………………………………………………………. 7
شکل -3 طیف توان باند باریک …………………………………………………………………………………………………………………… 8
شکل -4 مونوپالس کدشده زمانی در فراپهن باند ………………………………………………………………………………………. 8
شکل -5 طیف توان فراپهن باند ……………………………………………………………………………………………………………….. 8 .
شکل – 6  بلوك دیاگرام یک فرستنده فراپهن باند پایه …………………………………………………………………………… 9
شکل –7  بلوك دیاگرام یک گیرنده باند فرا پهن پایه …………………………………………………………………………….. 9
شکل -8  ساختار داخلی correlator فراپهن باند ……………………………………………………………………………… 10
شکل – 9 تطبیق ساده در یک تقویت کننده کم نویز …………………………………………………………………………… 10
شکل – 10 مقایسه پاسخ تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ایده آل بـا یـک تقویـت کننـده بـا فیـدبک
سری-موازی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12
شکل – 11  روش اول تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ……………………………………………………………………… 13
شکل -12  روش دوم تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ………………………………………………………………………. 13
شکل -13 ساختار SiGe شماتیک UWB LNA مطرح شده …………………………………………………………….. 16
شکل -14 نمودار بهره بر حسب فرکانس در ساختار مبتنی بر …………………………………………………. SiGe 17
شکل -15 نمودار عدد نویز بر حسب فرکانس در ساختار مبتنی بر ………………………………………….. SiGe 17
شکل -16 ساختار .1 توپولوژی مدار حذف نویز LNA در باند وسیع …………………………………………………… 19
شکل -17 نمودار بهره و افت خروجی بر حسب فرکانس در ساختار ………………………………………1 19
شکل -18 نمودار عدد نویز بر حسب فرکانس در ساختار ………………………………………………………. 1 20
شکل -19 ساختار .2 شماتیک کسکد با کسکید گیت مشترك دو طبقه ، ………. UWB LNA 22

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان شماره صفحه
شکل -20 نمودار بهره ساختار 2 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………… 23
شکل -21نمودار نویز ساختار 2 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………….. 23
شکل -22 ساختار .3 شماتیک ساده شده …………………………………………..CMOS UWB LNA 25
شکل -23 نمودار بهره و نویز برای ساختار 3 بر حسب فرکانس ………………………………………………… 25
شکل -24 ساختار .4 شماتیک کامل ………………..3.1 – 10.6 GHz CMOS UWB LNA 27
شکل -25 نمودار بهره ساختار .4بر حسب فرکانس ……………………………………………………………………. 28
شکل -26 نمودار نویز ساختار 4 بر حسب فرکانس ……………………………………………………………………. 28
شکل -27 ساختار .5 شماتیک LNA کنترل شده با بهره سویچ ………………………………………………. 30
شکل -28 نمودار پارامترهای S ساختار 5 بر حسب فرکانس …………………………………………………….. 31
شکل -29  نمودار نویز ساختار 5 بر حسب فرکانس ………………………………………………………………….. 31
شکل -30 ساختار .6 شماتیک کامل …………………..3 .1-10.6 GHz CMOS UWB LNA 33
شکل -31 نمودار بهره و نویز ساختار 6 بر حسب فرکانس ………………………………………………………… 34
شکل -32 ساختار LNA .7 مطرح شده ………………………………………………………………………………….. 36
شکل -33 نمودار بهره و ضریب انعکاس ورودی بر حسب فرکانس ……………………………………………. 36
شکل -34نمودار نویز ساختار 7 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………….. 37
شکل -35 ساختار.8 شماتیک LNA (فیلتر فاق متصل به پورت …………………………………………………..(X 39
شکل –36  ساختار فیلتر فاق …………………………………………………………………………………………………………………. 39
شکل -37 نمودار نویز ساختار 8 بر حسب فرکانس ………………………………………………………………………………. 40

فهرست شکلها

عنوان                                                                                                              شماره صفحه

شکل -38 نمودار بهره ساختار 8 بر حسب فرکانس…………………………………………………………… 40

شکل -39 ساختار .9 شماتیک مدار UWB LNA کسکد………………………………………………….. 42

شکل -40 نمودار نویز ساختار 9 بر حسب فرکانس…………………………………………………………… 42

شکل -41 نمودار پارامترهای S ساختار 9 بر حسب فرکانس……………………………………………….. 43

شکل -42 ساختار .10 نمونه آزمایشی 44……………………………………………………….. UWB LNA

شکل -43 نمودار پارامترهای S بر حسب فرکانس برای ساختار 45………………………………………. .10

شکل -44 نمودار نویز اندازه گیری شده و نویز شبیه سازی شده حاصل از ساختار 45………………. 10

شکل -45 ساختار LNA .11 دوباره استفاده شده 47………………………………………………….. UWB

شکل -46 نمودار بهره ساختار 11 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 47

شکل -47 نمودار نویز ساختار 11 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 48

شکل -48 ساختار LNA .12 مطرح شده برای خنثی سازی نویز در باند وسیع……………………….. 49

شکل -49 نمودار نویزساختار 12 بر حسب فرکانس …………………………………………………………. 50

شکل -50 نمودار بهره و تلفات بازگشتی ساختار 12 بر حسب فرکانس………………………………….. 50

شکل -51  ساختار.13 شکل ساده شده 52……………………………………………………………… . LNA

شکل -52 نمودار نویز ساختار 13 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 52

شکل -53 نمودار بهره ساختار 13 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 53

شکل -54  نمودار بهره ATF31434 بر حسب فرکانس…………………………………………………….. 58

شکل -55 نمودار عدد نویز ATF34143 بر حسب فرکانس………………………………………………… 58

فهرست شکلها

عنوان                                                                   شماره صفحه

شکل 60…………………………………………………………………………………….. HMC753LP4E-57

شکل 61………………………………………………………………………………………. HMC772LC4– 58

فهرست جدول ها

عنوان                                                                      شماره صفحه

جدول -1 مقادیر المانهای ساختار 20……………………………………………………………………………… 1

جدول -2 پارامترهای ساختار1، توپولوژی مدار حذف نویز LNA در باند وسیع 21….. …………………………..

جدول -3 پارامترهای ساختار .2 کسکد با کسکید گیت مشترك دو طبقه ، 24…………. UWB LNA

جدول -4 پارامترهای ساختار3، توپولوژی26………………………………………………………………… DAs

جدول -5 پارامترهای ساختار 29……………………………………………………………………… OFDM .4

جدول -6 پارامترهای ساختار 32…………………………………………………………………………………… 5

3.1.1 مدار تطبیق 18 ……………………………………………………………………………………………….. RF
3.1.2 مدار تغذیهی 18………………………………………………………………………………………………. LO

3.1.3 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 19
3.2 ساختار دوم:[2] میکسر کم توان و بهرهی بالا برای سیستم 21………………………………….. UWB

3.2.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 21

3.2.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 22

3.3 ساختار سوم:[3] میکسر و LNA ادغام شده CMOS ، 24………………………………… 3.1~10.6GHZ
3.3.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 24

3.3.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 24
3.4 ساختارچهارمLNA : [4] و میکسرUWB کمتوان باتکنولوژی 26…………………….. CMOS 0.18ΜM

3.4.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 26

3.4.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 27

3.5 ساختار پنجم : [5] یک میکسر تاشدهی کم توان برای سیستم UWB در تکنولوژی 29…… CMOS
3.5.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 29

3.5.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 30
3.6 ساختار ششم:[6] طراحی و تحلیل یک میکسر CMOS توزیع شده 31………………………….. UWB

3.6.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 32
3.6.2 نتایج به دست آمده…………………………………………………………………………………………….. 32

3.7 ساختار هفتم:[7]میکسر تا شدهی آینهای CMOS پهن باند کم توان 35 ………………………. UWB

3.7.1 بررسی مدار میکسر……………………………………………………………………………………………… 35
3.7.2 نتایج به دست آمده از میکسر پیشنهادی……………………………………………………………………… 36

3.8 ساختار هشتم:[8] میکسر سوئیچ کننده-تاشده پهن باند با توان کمLO برای گیرندهی 37 .. UWB

3.8.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………………………. 38

3.8.2 نتایج حاصله از میکسر………………………………………………………………………………………….. 39
3.9 ساختار نهم:[9]میکسر ولتاژ پایین، خطی بالا در تکنولوژیCMOS برای گیرندهی 40………… UWB

3.9.1 بررسی مدار میکسر……………………………………………………………………………………………… 41
3.9.2 نتایج به دست آمده از مدار میکسر…………………………………………………………………………….. 42

3.10   ساختار دهم:[10] میکسر پایینآورنده، تاشدهی بدون سلف کم ولتاژ در تکنولوژی 65NM

CMOS برای کاربردهای 44…………………………………………………………………………………….. UWB
3.10.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی………………………………………………………………………………. 44
3.10.2 بررسی نتایج حاصله………………………………………………………………………………………….. 45

.. 3. 11 ساختار یازدهم :[11] یک میکسر UWB کم نویز در تکنولوژی CMOS با بهره گرفتن از تکنیک بایاس

سوئیچ شده……………………………………………………………………………………………………………. 46
3.11.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادی………………………………………………………………………………. 47
3.11.2 بررسی مدار میکسر پیشنهادی………………………………………………………………………………. 48

.4 فصل چهارم نتیجهگیری و پیشنهادات…………………………………………………………………. 50

4.1 میکسر سلول گیلبرت…………………………………………………………………………………………. 51

4.2 بررسی روش های مطرح شده…………………………………………………………………………………… 51
4.3 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………. 53

فهرست منابع لاتین………………………………………………………………………………………………. 54

چکیده انگلیسی:………………………………………………………………………………………………………. 55

فهرست جدول ها

شماره
عنوان
صفحه

جدول -1 نتایج به دست آمده از ساختار 20…………………………………………………………… [1]

جدول -2 نتایج به دست آمده از ساختار 23…………………………………………………………… [2]

جدول -3 نتایج به دست آمده از ساختار 26…………………………………………………………… [3]

جدول -4 نتایج به دست آمده از ساختار 29…………………………………………………………… [4]

جدول -5 نتایج به دست آمده از ساختار 31…………………………………………………………… [5]

جدول -6 نتایج به دست آمده از ساختار 34…………………………………………………………… [6]

جدول -7 نتایج به دست آمده از ساختار 37…………………………………………………………… [7]

جدول -8 نتایج به دست آمده از ساختار 40…………………………………………………………… [8]

جدول -9 نتایج به دست آمده از ساختار 43…………………………………………………………… [9]

جدول -10 نتایج به دست آمده از ساختار 46………………………………………………………. [10]

جدول -11 نتایج به دست آمده از ساختار 49………………………………………………………. [11]

فهرست شکلها

شماره
عنوان
صفحه

شکل -1 طرح ماسک توان برای سیستم UWB بر حسب فرکانس 6……………. …………………………..

شکل -2 ماسک طیف شمای 8…………………………………………………………………. DS-UWB

شکل -3 ساختار گیرنده سوپر هترودین…………………………………………………………………… 10

شکل -4 میکسر به عنوان یک عنصر سه دهانه………………………………………………………….. 11

شکل -5 میکسر به عنوان یک ضرب کننده…………………………………………………………….. . 13

شکل-6 میکسر با ساختار تکی………………………………………………………………………………. 14

شکل -7میکسر ساختار متوازن تکی……………………………………………………………………….. 15

شکل -8ساختار میکسر……………………………………………………………………………………….. 17

شکل -9 منبع جریان امپدانس بالا استفاده شده برای تزریق بار…………………………………….. 18

شکل -10 مدار تطبیق UWB برای سیگنال ورودی 18……………………………………………. RF

شکل -11 مدار تغذیهی 19……………………………………………………………………………….. LO

شکل -12 بهرهی توان میکسر شامل طبقهی بافر……………………………………………………….. 19

شکل -13 تلف بازگشت ورودی 20………………………………………………………………………. RF

شکل -14 مدار میکسر پیشنهادی………………………………………………………………………….. 22

شکل -15 بهره تبدیل و ایزولاسیون پورت به پورت برحسب فرکانس………………………………. 22

شکل -16 توان خروجی IF برحسب توان 23…………………………………………………………. RF

شکل DSB NF -17 برحسب فرکانس 23……………………………………………………………. LO

شکل -18 شماتیک LNA و میکسر ادغام شده پیشنهادی…………………………………………… 24

شکل S11 -19 شبیه سازی شده………………………………………………………………………….. 25

شکل -20 بهره تبدیل توان شبیه سازی شده بر حسب فرکانس 25………………………………. RF

شکل SSB NF -21 شبیه سازی شده برحسب فرکانس 25………………………………………. RF

شکل -22 بلوك دیاگرام گیرنده 26…………………………………………………………………. UWB

شکل -23 دیاگرام شماتیک میکسر پایین آورنده……………………………………………………….. 27

شکل -24 دیاگرام شماتیک تقویت کننده بعد از میکسر………………………………………………. 27

شکل -25 بهره تبدیل اندازه گیری شده باند پایین و بالا میکسر…………………………………….. 28

شکل IIP3 -26 اندازه گیری شده میکسر……………………………………………………………….. 28

شکل NF -27 اندازه گیری شده در هر دو باند میکسر………………………………………………… 28

شکل -28 شماتیک مدار میکسر پیشنهادی………………………………………………………………. 30

شکل -29 بهره تبدیل اندازه گیری شده برحسب فرکانس 30……………………………………… RF

شکل OIP3 -30 اندازه گیری شده بر حسب فرکانس 31………………………………………….. RF

شکل -31 شماتیک مدار میکسر UWB جدید…………………………………………………………. 32

شکل -32 بهره تبدیل میکسر پیشنهادی…………………………………………………………………. 33

شکل -33 نتایج اندازه گیری آزمایش دو تن برای 33……………………………………………… IIP3

شکل -34 دامنه ضریب انعکاس ورودی در پورت 34…………………………………………………. RF

شکل NF -35 اندازه گیری شده مدار میکسر توزیع شده دو طبقه پیشنهادی…………………. .. 34

شکل -36 شماتیک میکسر پهن باند.((a بالن ورودی/طبقه (b).gm سوئیچ و تقویت کننده آینه

جریان.((c بالن خروجی.((d شبکه تطبیق 35 ……………………………………………………………… LO

شکل -37 بهره تبدیل و NF اندازه گیری شده…………………………………………………………. 36

شکل P1dB -38 ورودی و IIP3 اندازه گیری شده میکسر پیشنهادی……………………………. 37

شکل -39 طیف تخصیص یافته به مخابرات 37…………………………………………………… UWB

شکل -40 شمای میکسر سوئیچ کننده تا شده CMOS پهن باند.((a سوئیچ و طبقه خروجی.((b

طبقه رسانایی متقابل………………………………………………………………………………………………… 38

شکل -41 شبکه R-L برای عملکرد پهن باند. (a) شماتیک مدار (b) مدل سیگنال کوچک….. 39

شکل -42 تلف بازگشت ورودی……………………………………………………………………………… 39

شکل -43 بهره تبدیل اندازه گیری شده………………………………………………………………….. 39

شکل P1dB -44 ورودی و IIP3 اندازه گیری شده میکسر پیشنهادی……………………………. 40

شکل -46 مدارات طبقه رسانایی متقابل………………………………………………………………….. 42

شکل -47 نتیجه S11 اندازه گیری شده…………………………………………………………………. 42

شکل -48 بهره تبدیل اندازه گیری شده………………………………………………………………….. 43

شکل -49 نتیجه اندازه گیری 43……………………………………………………………………….. IIP3

شکل -50 شماتیک مدار سادهشده میکسر تاشده پیشنهادی………………………………………. .. 45

شکل -51 بهره تبدیل اندازه گیری شده، P1dB ورودی و IIP3 با توان LO برابر 45….. 1dBm

شکل NF -52 اندازه گیری شده (a) نویز سفید در IF=50MHz و (b) نویز فلیکر برای فرکانس

های متفاوت 46…………………………………………………………………………………………………….. LO

شکل -53 توپولوژی میکسر CMOS، UWB پیشنهادی با بهره گرفتن از بایاس سوئیچ شده……. 47

شکل DSB NF -54 شبیه سازی شده در باند 48……………………………… (6.600-6.846 ) 7

شکل DSB NF -55 شبیه سازی شده برای فرکانس 4MHz :IF برای چهار توپولوژی متفاوت

48…………………………………………………………………………………………………….. …………………………..

شکل -56 بهره تبدیل شبیه سازی شده………………………………………………………………….. 49

شکل -57 توپولوژی میکسر نوع گیلبرت متداول………………………………………………………… 51

چکیده:

امروزه بهکار بردن میکسرهای فرکانس بالا در سیستم های ارتباطاتی بدون سیم، دارای اهمیت خاصی میباشد. اجرای میکسرهای پایین آورنده1 در گیرنده ها به لحاظ وجود نویز و تضعیف در سیگنال دریافتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. ساختارهای متفاوت مخلوط کننده های فرکانسی (میکسرها) که در سالهای اخیر برای کاربرد در سیستمهای فرا پهن باند (UWB) با رنج فرکانسی 3.1~10.6GHz ، معرفی شدهاند، بررسی گردیده. تمرکز ما در اینجا بر روی ساختارهای مبتنی بر تکنولوژی CMOS میباشد. در این ساختارها سعی بر بهبود پارامترهای مورد نیاز برای سیستمهای

UWB میباشد، هر یک از این روشها مزایا و معایبی دارند که به آنها نیز توجه گردیده است. با توجه به نیاز میتوان از هریک از این ساختارها برای اجرای بلوك میکسر در گیرنده ها (و یا فرستنده های) مخابرات پهن باند استفاده کرد.

مقدمه:

مخابرات UWB برای اولین بار در دههی 1960 معرفی شد و برای رادار، حسگر، مخابرات نظامی و کاربردهای زیست شناسی در 20 سال بعد از آن به کار رفت. در سال 2002، FCC1 رنج فرکانسی 3.1~10.6GHz را برای کاربردهای UWB باز کرد و توان انتقال آنرا به -41.3dBm محدود کرد، بدین معنا که سیستم های UWB روی فراهم کردن: توان کم، قیمت کم و عملکرد باند وسیع در مساحت کوتاه تمرکز کردند. در مقایسه با کاربردهای باند باریک طراحی المانها در سیستمهای UWB
بسیار متفاوت و چالشساز است.

یکی از المانهای مهم در گیرنده های UWB میکسرها هستند. میکسرها برای تبادل اطلاعات بین تعداد زیادی کانال مشابه UWB RF و از طریق آنتنها نقش کلیدی دارند. میکسر، در واقع یک مبدل فرکانس است که در مدارات مخابراتی وظیفه تبدیل(ویا ترکیب) سیگنال از یک فرکانس به فرکانس(های) دیگر را به عهده دارد. اهمیت این عملکرد هم به وضوح در تهیه و تامین فرکانسهای کاری مناسب با پایداری و نویز مطلوب است. میکسر میبایستی: (1 بهرهی تبدیل بالا، که اثرات نویز در طبقات بعدی را کاهش دهد. NF (2 کوچک، که LNA را از داشتن یک بهرهی بالا راحت کند. (3

خطی بودن بالا، که رنج دینامیک گیرنده را بهبود ببخشد 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 قبولی برای کاربرد در سیستمهای UWB به دست میدهد.

مقصود ما در این سمینار بررسی ساختارهای مناسب میکسر جهت استفاده در سیستمهای فراپهن باند UWB با بهره گرفتن از تکنولوژی CMOS است. برای این منظور ابتدا سیستم های UWB در فصل اول بررسی میگردند. سپس در فصل دوم میکسرهای گوناگون مورد بحث قرار گرفته و کاراییهای آنها مقایسه می شود. در فصل سوم یازده مقالهایی در این زمینه را که در سالهای اخیر طبع رسیده است تک تک بررسی کرده و در انتها در فصل چهارم نتایج به دست آمده و مزایا و معایب هر روش بیان میگردد.

.1 فصل اول

سیستمهای فرا پهن باند (UWB)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
چکیده:………………………….. ………………………………………………………. …………………………………………………………………….. 1
مقدمه: ………………………….. ………………………………………………………. …………………………………………………………………….. 2
.1   فصل اول: سیستمهای فراپهن باند ………………………….. (UWB) ………………………………………….. 4
1-1 تاریخچه تکنولوژی فراپهن باند ………………………….. UWB …………………………………………………………. 5
2-1 مفهوم ………………………………………………………. UWB …………………………………………………………………… 8
3-1 تعریف سیستم فراپهن باند ………………………….. ……………………………………………………………………………… 9
4-1 مزایای تکنولوژی فراپهن باند ………………………….. UWB ……………………………………………………………. 9
1-4-1 توانایی اشتراك طیف توانی ………………………….. ……………………………………………………………………… 9
2-4-1 ظرفیت بالای کانال ………………………………………………………. …………………………………………………… 10
3-4-1 توانایی کار با SNR پایین ………………………….. ……………………………………………………………………. 10
4-4-1 احتمال تشخیص و آشکارسازی کم ………………………….. ……………………………………………………… 10
5-4-1 مقاومت در برابر مسدود شدن ………………………….. ………………………………………………………………. 11
6-4-1 کارایی بالا در کانالهای چند مسیره ………………………….. ……………………………………………………. 11
5-1 چالشهای تکنولوژی فراپهن باند ………………………….. UWB …………………………………………………… 12
1-5-1 انحراف شکل پالس ………………………………………………………. …………………………………………………… 12
2-5-1 تخمین کانال ………………………………………………………. …………………………………………………………….. 12
3-5-1 تطبیق فرکانس بالا ………………………………………………………. …………………………………………………… 12
4-5-1 تداخل دستیابی چندگانه ………………………….. ……………………………………………………………………… 13
6-1 UWB در مقایسه با سایر استانداردهای ……………………………………………………………… IEEE 13
7-1 تفاوت بین UWB و طیف گسترده ………………………….. …………………………………………………………….. 15
1-7-1 رشته پیوستهی طیف گسترده …………………………………………………………………….. (DSSS) 15
2-7-1 جهش فرکانسی طیف گسترده ……………….. ……………………………………………………….(FHSS) 15
3-7-1 تفاوتهای اساسی بین UWB و طیف گسترده ………………………………………………………………. 15
8-1 روش های پیاده سازی سیستم فراپهن باند ………………………….. …………………………………………………… 16
1-8-1 سیستم ……………………………………..(Code Division Multiple Access) CDMA 16
2-8-1 سیستم ………. (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM 18
.2   فصل دوم: مخلوطکننده های فرکانسی ………………………………………………….MIXER 19
1-2 تاریخچه ………………………………………………………. ………………………………………………………………………….. 20
2-2 انواع میکسر ………………………………………………………. …………………………………………………………………….. 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-2-2 میکسرهای غیر فعال …………………………………………………………………………………… 22 …………………….
2-2-2 میکسر گیلبرت ………………………………………………………………………………………………………………….. 24
3-2 کاربرد میکسر …………………………………………………………………………………………………………………………… 28
4-2 عملکرد میکسر …………………………………………………………………………………………………………………………. 29
1-4-2 میکسر به عنوان یک ضرب کننده …………………………………………………………………………………….. 29
2-4-2 عملکرد میکسر به کمک یک سوئیچ …………………………………………………………………………………. 30
.3  فصل سوم: بررسی میکسرهای توزیع شدهی فراپهن باند …………………………………………………… 32
1-3 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33
2-3 مدارات توزیع شده ……………………………………………………………………………………………………………………. 34
3-3 بررسی عملکرد سیگنال بزرگ میکسر گیلبرت به عنوان یک عنصر غیر خطی …………………………. 35
4-3 میکسر سلول گیلبرت توزیع شده …………………………………………………………………………………………….. 39
1-4-3 بهرهی تبدیل …………………………………………………………………………………………………………………….. 40
2-4-3 تکنیک تزریق جریان …………………………………………………………………………………………………………. 40
3-4-3 تکنیک پیکینگ سلفی ………………………………………………………………………………………………………. 42
5-3 مروری بر چند ساختار میکسر پهن باند ارائه شده ……………………………………………………………………. 44
1-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[18] 1 44
2-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[12] 2 45
3-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[19] 3 45
4-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[20] 4 46
5-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[21] 5 47
6-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[22] 6 48
7-5-3 ساختار میکسر ………………………………………………………………………………………………………[23] 7 49
8-5-3 مقایسه ساختار های متفاوت میکسرهای فراپهن باند ………………………………………………………. 51
.4   فصل چهارم: تحلیل اعوجاج و نویز در میکسر فراپهن باند …………………………………………………. 52
1-4 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 53
2-4 میکسر یک عنصر غیر خطی …………………………………………………………………………………………………….. 53
3-4 مدل غیر خطی گیرنده …………………………………………………………………………………………………………….. 54
4-4 اثرات اعوجاج در سیستمهای فراپهن باند ………………………………………………………………………………… 54
1-4-4 تولید هارمونیک …………………………………………………………………………………………………………………. 55
2-4-4 فشردگی بهره …………………………………………………………………………………………………………………….. 55
3-4-4 اینترمدولاسیون …………………………………………………………………………………………………………………. 56
4-4-4 اینترمدولاسیون مرتبهی دوم ……………………………………………………………………………………………. 56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-4-4 اینترمدولاسیون مرتبهی سوم …………………………………………………………………………………………… 57
6-4-4 اعوجاج در سیستمهای متوالی ………………………………………………………………………………………….. 59
7-4-4 مشخصات خطی گیرنده ……………………………………………………………………………………………………. 59
5-4 بررسی نویز میکسر به عنوان یک عنصر غیر خطی …………………………………………………………………… 60
1-5-4 پردازش نویز متغیر با زمان ……………………………………………………………………………………………….. 60
2-5-4 نویز طبقهی راهانداز (طبقهی ……………………………………………………………………………………(RF 61
3-5-4 نویز طبقهی سوئیچ (طبقهی ……………………………………………………………………………………(LO 62
4-5-4 نویز طبقهی ………………………………………………………………………………………………………………….IF 63
.5   فصل پنجم: مدار پیشنهادی، طراحی مخلوط کنندهی فرکانسی فراپهن باند توزیع شده ………. 64
1-5 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 65
2-5 مدل المانهای مورد استفاده ……………………………………………………………………………………………………. 65
3-5 تحلیلگرهای استفاده شده در نرمافزار ………………………………………………………………………….ADS 67
1-3-5 تحلیلگر ……………………………………………………………………HARMONIC BALANCE 68
2-3-5 تحلیلگر ………………………………………………………………………………………………………………. LSSP 68
4-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر تک بالانس …………………………………………………….. 69
1-4-5 طراحی میکسر …………………………………………………………………………………………………………………… 69
2-4-5 بایاس مدار …………………………………………………………………………………………………………………………. 70
3-4-5 پارامترهای قابل تغییر و طراحی ……………………………………………………………………………………….. 71
4-4-5 تحلیل و شبیهسازی ………………………………………………………………………………………………………….. 72
5-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر سلول گیلبرت ………………………………………………… 74
1-5-5 طراحی میکسر …………………………………………………………………………………………………………………… 74
2-5-5 بایاس مدار …………………………………………………………………………………………………………………………. 75
3-5-5 تحلیل و شبیهسازی ………………………………………………………………………………………………………….. 76
6-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر گیلبرت و با بهره گرفتن از تکنیک پیکینگ سلفی.. 78
1-6-5 تکنیک پیکینگ سلفی ………………………………………………………………………………………………………. 78
2-6-5 بایاس مدار …………………………………………………………………………………………………………………………. 80
3-6-5 طراحی میکسر توزیع شدهی نهایی …………………………………………………………………………………… 80
4-6-5 مقادیر المانهای مدار میکسر پس از طراحی …………………………………………………………………… 84
5-6-5 تحلیل و شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………………. 86
7-5 نتیجهگیری و مقایسه ………………………………………………………………………………………………………………. 90
.6   فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………. 92
1-6 نتیجهگیری ………………………………………………………………………………………………………………………………. 93

 

 

 

 

 

 

2-6 پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 94
.7   فصل هفتم: منابع و ماخذ …………………………………………………………………………………………………. 95
منابع لاتین ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 96
چکیده انگلیسی: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 98

فهرست جدول ها:

عنوان                                                                                                 شماره صفحه

جدول 1- 1 قابلیت UWB در مقایسه با سایر استانداردهای 14…………………………………. [2] IEEE

جدول 1- 3 مقایسهی ساختارهای مختلف میکسرهای فراپهن باند………………………………………….. 51

جدول 1- 5 مقادیر سلفهای مدار نهایی………………………………………………………………………. 85

جدول 2- 5 عرض ترانزیستورهای مدار نهایی………………………………………………………………… 85

جدول 3- 5 مقادیر پارامترهای DC ترانزیستورهای میکسر توزیع شده نهایی………………………………. 85

جدول 4-5 مقدار نشت پورت های مختلف میکسر پیشنهادی در یکدیگر بعد از مدل سازی اثر عدم تطبیـق ابعـاد

ترانزیستورها، روی ولتاژ آستانه………………………………………………………………………………………….. 88

جدول 5- 5 مقایسهی سه ساختار به دست آمده طول طراحی………………………………………………. 90

جدول 6- 5 مشخصات مدار میکسر توزیع شدهی پیشنهادی………………………………………………… 90

جدول 7- 5 مقایسه میکسر طراحی شده در این پایان نامه با کارهای انجام شدهی قبلی………………….. 91

فهرست شکلها:

عنوان                                                                                                 شماره صفحه
شکل 1-1 تاریخچه تکنولوژی فراپهن باند……………………………………………………………………. 6

شکل 2-1 طرح ماسک توان برای سیستم UWB بر حسب فرکانس 7…………………………………….. [3]

شکل 3-1 سیگنال باند باریک در حوزهی (a) زمان و (b) فرکانس………………………………………….. 8

شکل 4-1 یک پالس با Duty Cycle کم……………………………………………………………………. 8

شکل 5-1 پالس UWB در حوزه های((a زمان و (b) فرکانس………………………………………………. 9

شکل 6-1 همزیستی سیگنالهای فراپهن باند با سیگنالهای باند باریک و باند پهن در طیف فرکانسی 10.. RF

شکل (a) 7-1 پدیدهی چند مسیره در انتقال بیسیم (b) اثر پدیدهی چند مسیره بر سیگنال های بانـد باریـک

(c) اثر پدیدهی چند مسیره بر سیگنالهای باند فرا پهن………………………………………………………………… 11

شکل 8-1 رفتار حوزه های زمان و فرکانس سیگنالهای UWB (a) و (b) باند باریک……………………… 13

شکل 9-1 طیف فرکانسی UWB به همراه سیستمهای تداخلی داخل و خارج باند………………………… 14

شکل 10-1 سیگنالهای (a) باند باریک، (b) طیف گسترده و (c) فراپهن باند در حوزه های زمان و فرکانس .. 16

شکل 11-1 روش دسترسی 16……………………………………………………………………….. TDMA

شکل 12-1 عملیات کد کردن در 17……………………………………………………… [5] DS-CDMA

شکل 13-1 نحوهی استفاده از پهنای باند در سیستم 17………………………………………. DS-CDMA

شکل 14-1 گروه بندی طیف فرکانسی 18…………………………………………………….. MB-OFDM

شکل 15-1 طیف فرکانسی 18……………………………………………………………. [7] MB-OFDM

شکل 1-2 ساختار گیرنده سوپر هترودین……………………………………………………………………. 20

شکل 2-2 میکسر به عنوان یک عنصر سه دهانه…………………………………………………………….. 21

شکل 3-2 میکسر غیرفعال با تعادل دوگانه با 22…………………………………………………….. CMOS

شکل 4-2 میکسر گیلبرت ساده………………………………………………………………………………. 24

شکل 5-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه…………………………………………………………………… 25

شکل 6-2 منحنی بهرهی سوئیچ میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه…………………………………………… 26

شکل 7-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه با تکنیک ربودن جریان 27…………………………………… DC

شکل 8-2 میکسر به عنوان یک ضرب کننده 29……………………………………………………………. [3]

شکل 9-2 میکسر با ساختار تکی…………………………………………………………………………….. 31

شکل 10-2 میکسر با ساختار متوازن تکی…………………………………………………………………… 31

شکل 1-3 بلوك دیاگرام مدار ترکیبی توزیع شده (a) موجبر هم محور واقعی (b) مدارات LC مصنوعی33[11]

شکل 2-3 مدل خطوط انتقال مصنوعی………………………………………………………………………. 34

شکل 3-3 شمای نحوهی قرار گیری سلولهای مدار توزیع شده بین دو خط انتقال………………………….. 35

شکل 4-3 میکسر گیلبرت 36…………………………………………………………………………. CMOS

شکل 6-3 شکل موجهای p0(t) و 38…………………………………………………………………….. p1 (t)

شکل 7-3 مدار معادل خط انتقال……………………………………………………………………………. 40

شکل 8-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با تکنیک تزریق جریان…………………………………………… 41

شکل 9-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با طبقهی ترارسانایی مکمل………………………………………. 41

شکل 10-3 مدل مدار ساده شده برای (a) میکسر متداول (b) میکسر با تکنیک پیکینگ سلفی سری……. 43

شکل (a) 11-3 مدل سیگنال کوچک یک تقویت کننده (b) شـبکهی پسـیو اضـافه شـده بـرای ایزولـه کـردن

خازنهای پارازیتی (c) پیاده سازی این شبکه با سلف…………………………………………………………………… 43

شکل 12-3 مدار میکسر ساختار 44…………………………………………………………………………… 1

شکل 13-3 مدار میکسر ساختار 45…………………………………………………………………………… 2

شکل 14-3 مدار میکسر ساختار 46…………………………………………………………………………… 3

شکل 15-3 مدار میکسر ساختار 47…………………………………………………………………………… 4

شکل 16-3 مدار تطبیق UWB برای سیگنال ورودی 47…………………………………………………. RF

شکل 17-3  مدار میکسر ساختار 48………………………………………………………………………….. 5

شکل 18-3 مدار میکسر ساختار 49…………………………………………………………………………… 6

شکل 19-3 مدار میکسر ساختار 50…………………………………………………………………………… 7

شکل 1-4 طیف فرکانسی MB-OFDM به همراه سیستمهای تداخلی داخل و خارج باند 53…………… [7]

شکل (a) 2-4 مدار سوئیچ ساده (b) سیستم غیر خطی متغیر با زمان (c) سیستم خطی متغیر با زمان….. 54

شکل 3-4 طیف خروجی سیستم غیرخطی با درجهی دو و سه……………………………………………… 54

شکل 4-4 نقطه تراکم 56………………………………………………………………………………….. 1dB

شکل 5-4 مولفه های اینترمدولاسیون در خروجی یک سیستم غیرخطی درجهی 56…………………………. 2

شکل 6-4 نحوهی تداخل اینترمدولاسیون مرتبهی 2 با سیگنال مطلوب 57……………………………….. [7]

شکل 7-4 مولفه های اینترمدولاسیون در خروجی یک سیستم با خاصیت غیرخطی مرتبهی سوم………….. 58

شکل 8-4 تداخل اینترمدولاسیون مرتبهی 3 با سیگنال مطلوب 58……………………………………….. [7]

شکل (a) 9-4 دامنهی نقطه تقاطع مرتبهی سوم ورودی (b) نقطه تقاطع مرتبـهی سـوم ورودی و خروجـی بـه

صورت لگاریتمی 59………………………………………………………………………………….. [5] (IIP3,OIP3)

شکل 10-4 میکسر فعال تک بالانس 61……………………………………………………………… CMOS

شکل 11-4 شکل موج 62………………………………………………………………………………… p1 (t)

شکل 1-5 بلوك دیاگرام مدار توزیع شده (a)خطوط انتقال واقعی (b) پیاده سازی با مدارات LC (خـط انتقـال

مصنوعی)…………………………………………………………………………………………………………………. 65

شکل 2-5 مدل ترانزیستور 66…………………………………………………………………………. TSMC

شکل 3-5 مدل مدار معادل برای یک ترانزیستور 66………………………………………. [26] RF nMOS

شکل 4-5 مدل سلف 67………………………………………………………………………………. TSMC

شکل 5-5 نمای Layout سلف در تراشه……………………………………………………………………. 67

شکل 6-5 مدار معادل یک سلف استاندارد 67…………………………………………………………….. [26]

شکل 7-5 تحلیلگر HARMONIC BALANCE در نرم افزار 68………………………………… ADS

شکل 8-5 تحلیلگر LSSP در نرم افزار 68………………………………………………………………. ADS

شکل 9-5 ساختار میکسر توزیع شدهی تک بالانس…………………………………………………………. 69

شکل 10-5 شماتیک میکسر توزیع شدهی تک بالانس در نرم افزار 70…………………………………. ADS

شکل 11-5 مدار بایاس طبقهی 70…………………………………………………………………………. RF

شکل 12-5 مدار بایاس گیت ترانزیستورهای طبقهی 71…………………………………………………… LO

شکل 13-5 مدار بایاس درین ترانزیستورهای طبقهی 71………………………………………………….. LO

شکل 14-5 روابط به کار رفته در نرمافزار ADS برای محاسبهی 72……………………………………. IIP3

شکل 15-5 نمودار عدد نویز میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس……………………………………… 72

شکل 16-5 نمودار IIP3 میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس………………………………………… 73

شکل 17-5 نمودار IIP2 میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس………………………………………… 73

شکل 18-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس………………………………… 73

شکل 19-5 نمودار ضریب انعکاس ورودی میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس……………………….. 74

شکل 20-5 نمودار ضریب انعکاس خروجی میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس………………………. 74

شکل 21-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت…………………………………………………………… 75

شکل 22-5 شماتیک میکسر توزیع شدهی گیلبرت در نرم افزار 75…………………………………….. ADS

شکل 23-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت…………………………………….. 76

شکل 24-5 نمودار ضریب انعکاس ورودی میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت…………………………… 77

شکل 25-5 نمودار ضریب انعکاس خروجی میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت………………………….. 77

شکل 26-5 نمودار عدد نویز میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت…………………………………………. 77

شکل 27-5 نمودار IIP3 میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت…………………………………………….. 78

شکل 28-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت با تکنیک پیکینگ سلفی……………………………….. 79

شکل 29-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت با تکنیک پیکینگ سلفی در نرم افزار 79…………… ADS

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

اهداف مطالعه ……………………………………………………………………………………………………………………………………….5

فصل اول: کلیات

  • کلزا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….7

1-1-1- تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………….7

1-1-2- اهمیت…………………………………………………………………………………………………………………………….8

1-1-3- تولید کلزا در ایران و جهان ………………………………………………………………………………………………9

1-1-4- شرایط خاکی و نغذیه ای ……………………………………………………………………………………………….10

1-1-5- گونه های روغنی جنس براسیکا ……………………………………………………………………………………..12

  • مواد آلی و اثرات آن در خاک ………………………………………………………………………………………………….14

1-2-1- اثر مواد آلی بر خصوصیات شیمیایی خاک ……………………………………………………………………….15

1-2-2- اثر مواد آلی بر خصوصیات فیزیکی خاک …………………………………………………………………………15

1-2-3- اثر مواد آلی بر خصوصیات زیستی خاک …………………………………………………………………………16

1-2-4- اثر مواد آلی بر حاصلخیزی خاک …………………………………………………………………………………….17

  • کمپوست ……………………………………………………………………………………………………………………………..17
  • کمپوست زباله شهری ……………………………………………………………………………………………………………18
  • ورمی کمپوست …………………………………………………………………………………………………………………….20
  • تنش ……………………………………………………………………………………………………………………………………24
  • خشکی ………………………………………………………………………………………………………………………………..25

1-7-1- اثرات تنش خشکی بر گیاهان زراعی ………………………………………………………………………………26

1-7-2- مفهوم و مکانیسم های مقاومت به خشکی ………………………………………………………………………27

 

فصل دوم: پیشینه تحقیق

2-1- بررسی نقش مواد آلی در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک ………………………………….29

2-2- بررسی تاثیر کمپوست زباله شهری بر جذب عناصر غذایی و عملکرد گیاهان زراعی …………………………30

2-3- بررسی تاثیر ورمی کمپوست بر جذب عناصر غذایی و عملکرد گیاهان زراعی……………………………………32

2-4- بررسی تاثیر تنش خشکی بر شاخص های رشد و عملکردی گیاهان زراعی………………………………………35

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- انتخاب و نمونه برداری خاک……………………………………………………………………………………………………….38

3-2- تجزیه های فیزیکی و شیمیایی خاک ………………………………………………………………………………………….38

3-2-1- اندازه گیری pH …………………………………………………………………………………………………………..38

3-2-2- اندازه گیری قابلیت هدایت الکتریکی خاک ………………………………………………………………………38

3-2-3- اندازه گیری کربن آلی خاک …………………………………………………………………………………………..38

3-2-4- اندازه گیری نیتروژن کل خاک ……………………………………………………………………………………….39

3-2-5- اندازه گیری فسفر قابل جذب خاک …………………………………………………………………………………39

3-2-6- اندازه گیری پتاسیم قابل جذب خاک ………………………………………………………………………………39

3-2-7- اندازه گیری کربنات کلسیم معادل …………………………………………………………………………………..39

3-2-8- تعیین بافت خاک ………………………………………………………………………………………………………….39

3-2-9- تعیین درصد رطوبت اشباع خاک …………………………………………………………………………………….40

3-2-10- تعیین رطوبت ظرفیت مزرعه………………………………………………………………………………………..40

3-2-11- تعیین جرم مخصوص ظاهری ………………………………………………………………………………………40

3-3- خصوصیات شیمیایی کمپوست و ورمی کمپوست ………………………………………………………………………….40

3-3-1- اندازه گیری pH …………………………………………………………………………………………………………..40

3-3-2- اندازه گیری قابلیت هدایت الکتریکی ……………………………………………………………………………..41

3-3-3- تعیین کربن آلی ……………………………………………………………………………………………………………41

3-4- مراحل کار گلخانه ای ………………………………………………………………………………………………………………..41

3-4-1- کاشت ………………………………………………………………………………………………………………………….42

3-4-2- مرحله داشت………………………………………………………………………………………………………………….42

3-4-3- برداشت گیاه و آسیاب کردن …………………………………………………………………………………………..44

3-5-  اندازه گیری خصوصیات گیاهی پس از برداشت ……………………………………………………………………………44

3-5-1- اندازه گیری ارتفاع گیاه و ریشه و شمارش تعداد برگها……………………………………………………….44

3-5-2- اندازه گیری قطر ساقه …………………………………………………………………………………………………..46

3-5-3- تعیین محتوای كلروفیل برگ …………………………………………………………………………………………46

3-5-4- اندازه گیری سطح برگ …………………………………………………………………………………………………46

3-5-5- اندازه گیری نیتروژن کل در نمونه های گیاهی ………………………………………………………………..46

3-5-6- خاکستر کردن مواد گیاهی و تهیه عصاره گیاهی ………………………………………………………………47

3-5-7- اندازه گیری فسفر نمونه های گیاهی ………………………………………………………………………………47

3-5-8- اندازه گیری سدیم و پتاسیم اندام هوایی گیاه …………………………………………………………………..48

3-5-9- اندازه گیری آهن و روی اندام هوایی گیاه ………………………………………………………………………..48

3-5-10- محتوای نسبی آب برگ ………………………………………………………………………………………………48

3-5-10- درصد ماده خشک اندام هوایی ……………………………………………………………………………………..49

3-6- طرح آزمایشی و مطالعات آماری ………………………………………………………………………………………………….49

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک ………………………………………………………………………………………….51

4-2- نتایج تجزیه شیمیایی ورمی کمپوست و کمپوست زباله شهری ……………………………………………………….52

4-3- بررسی تاثیر کاربرد کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست روی خصوصیات مورفو-فیزیولوژیکی کلزا تحت تنش خشکی ………………………………………………………………………………………………………………………………53

4-3-1- ارتفاع گیاه، قطر ساقه و تعداد برگ …………………………………………………………………………………53

4-3-2- سطح برگ، محتوی نسبی آب گیاه، نسبت سطح برگ و شاخص SPAD …………………………58

4-3-3- وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت ریشه به اندام هوایی، درصد ماده خشک اندام هوایی و عملکرد دانه ………………………………………………………………………………………………………………………………..64

4-4- بررسی تاثیر کاربرد کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست روی غلظت عناصر غذایی در اندام هوایی کلزا تحت تنش خشکی ……………………………………………………………………………………………………………………….70

4-4-1- نیتروژن و فسفر……………………………………………………………………………………………………………..70

4-4-2- پتاسیم و سدیم ……………………………………………………………………………………………………………..74

4-4-3- آهن و روی ………………………………………………………………………………………………………………….78

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد ها

5-1- نتیجه گیری کلی ………………………………………………………………………………………………………………………85

5-2- پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………………………..86

مراجع …………………………………………………………………………………………………………………………………………….87

 

فهرست اشکال و جداول

عنوان ………………………………………………………………………………………صفحه

جدول 1-1- مقایسه خصوصیات شیمیایی ورمی کمپوست و کمپوست باغی ……………………………………………..23

جدول 3-1- تیمارهای استفاده شده در آزمایش گلخانه ای ……………………………………………………………………..42

شکل 3-1- آماده سازی گلدانها در گلخانه جهت انجام کاشت ………………………………………………………………..43

شکل 3-2- مرحله کشت گلخانه ای و گلدهی گیاهان کلزا …………………………………………………………………….45

جدول 4-1- نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک ……………………………………………………………………………….51

جدول 4-2- نتایج تجزیه شیمیایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست ……………………………………………..52

جدول 4-3- نتایج تجزیه واریانس تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی بر خصوصیات مورفو-فیزیولوژیکی  گیاه کلزا……………………………………………………………………………….53

شکل4-1- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در ارتفاع گیاه کلزا……………………………………………..54

شکل4-2- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در قطر ساقه گیاه کلزا. ……………………………………..55

شکل4-3- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در تعداد برگ گیاه کلزا………………………………………55

جدول 4-4- نتایج مقایسه میانگین اثر ساده کود زیستی و اثرات متقابل کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در ارتفاع گیاه، قطر ساقه، تعداد برگ گیاه کلزا………………………………………………….57

شکل4-4- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در سطح برگ گیاه کلزا………60

شکل4-5- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در محتوی نسبی آب برگ کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60

شکل4-6- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر روی نسبت سطح برگ کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….61

شکل4-7- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر روی شاخص SPAD کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….61

جدول 4-5- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و اثر متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در بررسی سطح برگ، محتوی آب نسبی، نسبت سطح برگ و SPAD گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………63

جدول 4-6- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه، درصد ماده خشک گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………………………65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1
فصل اول: آشنایی با فیلتر SAW
1-1مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4
2-1 پدیده ………………………………………………………………………………………………….. piezoelectricity 7
3-1 انواع دستگاه های ……………………………………………………………………………………………………. SAW 10
4 -1انتخاب مواد زیر لایه………………………………………………………………………………………………………………. 12
5-1فیلتر SAW چگونه کار می کند…………………………………………………………………………………………… 14
فصل دوم: دستگاه های SAW و کاربردشان در ارتباطات بی سیم
خلاصه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 17
1-2مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………. 21
2-2 تکنولوژی، طراحی و تکنیک های شبیه سازی …………………………………………………………………….. 22
3-2ساخت فیلتر ………………………………………………………………………………………………………………. SAW 30
4-2 مشخصات دستگاه های ……………………………………………………………………………………………. SAW 32
5-2 مجتمع سازی…………………………………………………………………………………………………………………………. 35
نتیجه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 38

فصل سوم : استفاده سیستم های جدید از فیلترهای RF SAW پیشرفته

 

 

 

 

 

 

1-3 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 40
2-3 طبقه بندی سیستم های ارتباطی…………………………………………………………………………………………. 43
3-3 ساختار سیستم ……………………………………………………………………………………………………………….RF 46

 

 

 

 

 

 

 

4-3 تکنیک های ……………………………………………………………………………………………………… RF SAW 53
5-3 تلفن بی سیم…………………………………………………………………………………………………………………………. 58
6-3 تلفن سلولی……………………………………………………………………………………………………………………………. 66
نتیجه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 73

فصل چهارم: فیلترهای SAW فرکانس میانی برای کاربردهـای تلفـن موبایـل در

بازارهای ژاپن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خلاصه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76
1-4 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76
2-4 سهم جهانی مشترکین تلفن موبایل دیجیتال ………………………………………………………………………. 77
3-4 فیلتر …… ……………………………………………………………………………………………………………….. PDC IF 81
4-4 فیلتر PHS IF برای ترمینال ها………………………………………………………………………………………….. 86
5-4 فیلتر PHS IF برای ایستگاه های پایه………………………………………………………………………………… 92
6-4 فیلتر ……………………………………………………………………………………………. cdmaOne IF SAW 94
7-4 فیلتر ………………………………………………………………………………………….. W-CDMA IF-SAW 97
نتیجه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 98

فصل پنجم: بررسی دوپلکسر آنتنSAW W-CDMA و GSM بر پایه FEM و

شامل دوپلکسر

 

 

 

 

 

 

 

خلاصه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 100
1-5 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 101
2-5 دوپلکسر SAW در سیستم ………………………………………………………………………….W-CDMA 103
3-5 بررسی ترکیب دوپلکسر W-CDMA  با GSM بر اساس …………………………………. FEM 107

 

 

 

 

 

 

 

4-5 مشخصه غیر خطی مدارهـــای سوئیـچینگ وفیلتـر های SAW در برابر سیـگنال های
بلاکینـگ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 108
5-5 ارتقاء پرفورمنس چیپ های SAW و کوچک سازی دوپلکسر…………………………………………… 113
نتیجه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 115

فصل ششم: دوپلکسر SAW فرکانس بالا با مشخصه افت پایین و cut-off تیز

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-6 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 117
2-6 فیلتر SAW نوع لدر…………………………………………………………………………………………………………….. 117
3-6 افزایش پایداری توان در فیلترهای SAW نوع لدر……………………………………………………………… 119
4-6 اصلاح افت داخلی و مشخصه ………………………………………………………………………………… cut-off 121
5-6 طراحی دوپلکسر آنتن……………………………………………………………………………………………………………. 125
1-5-6 دوپلکسر ……………………………………………………………………….800MHz AMPS CDMA 126
2-5-6 دوپلکسر ……………………………………………………………………………………..800MHz JCDMA 129
3-5-6 فیلتر TX آنتن …………………………………………………………………………………… 1.5GHz PDC 130
4-5-6 دوپلکسر سیستم ……………………………………………………………….1.9 GHz PCS-CDMA 131
نتیجه………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. 132

فصل هفتم: فیلترهای SAW و رزوناتورها در سیستم های ارتباطی عمومی

 

 

 

 

 

 

 

 

خلاصه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 134
1-7 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 134
2-7 کاربرد فیلترهای SAW و رزوناتورها در سیستم های ارتباطی عمومی……………………………… 135
3-7 دستگاه های SAW در ارتباطات ماهواره ای………………………………………………………………………. 136
نتیجه………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 140

منابع و ماخذ 141…………………………………………………………………………… …………………………..

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………… 144

فهرست جدول ها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.1-1 مشخصه تعدادی از مواد در ساخت دستگاه ……………………………………………………………… SAW 13
.1-2 مشخصات متداول ترین برش ها در مواد زیر لایه …………………………………………………… SAW 26
1-3 مشخصه دسترسی و دوپلکسینگ سیستم های تلفن موبایل……………………………………………….. 45
. 2-3 مکانیزم های افت و طراحی های مربوطه……………………………………………………………………………. 58
3-3 تخصیص فرکانسی سیستم های تلفنی بی سیم. ………………………………………………………………….. 59
4-3 مشخصه فیلترهای MWC و …………………………………………………………………………………… . SAW 61
5-3 تخصیص فرکانسی سیستم های تلفن سلولی. ………………………………………………………………………. 67
1-4 . مشترکین تلفن سلولی در جهان…………………………………………………………………………………………. 79
2-4 مشخصه فیلتر …………………………………………………. SAW – IF  PDC 81
3-4 مشخصه SAW و فیلتر IF MCF در سیستم ………………………………….. PDC 86
4-4 مشخصه فیلتر ……………………………………………………………………………………….. IF  SAW  PHS 87
.5-4 مشخصه فیلتر……………………………………………………………………………………. IF – Rx cdmaone 94

فهرست شکل ها

.1-1 دستگاه SAW مبنا 5……………………………………………………………. …………………………..

.2-1 حرکت موج سطحی در طول سطح 6……………………………………….. …………………………..

.3-1 جهات مختلف برش کوارتز 8…………………………………………………… …………………………..

.4-1 مشخصه فیلتر میان گذر 12……………………………………………………… …………………………..

.5-1 عکس 14…………………………………………………………………………………………. SEM

.1-2 نمایش یک ترانسدیوسر اینتردیجیتال 19…………………………………….. …………………………..

.2-2 شکل یک رزوناتور دو پورتی 20………………………………………………………………. SAW

.3-2کویتی های کوچک برای ساخت 20……………………………………………………….. SPUDT

.4-2کویتی های پایه برای تولید ماتریس 27……………………………………………………………. P

.5-2تصویر SEM از بخشی از 28………………………………………………………………………. IDT

.6-2روند فرایند ساخت دستگاه 29…………………………………………………………………. SAW

.7-2چیپ SAW نصب شده در یک DCC شش خانه ای…………………………………………… 33

.8-2تکنولوژی((CSSP در 34……………………………………………………………………… EPCOS

.9-2 نمایش زیر لایه 34……………………………………………………………………………… LTCC

.10-2بخشی از گیرنده دو باندی 36………………………………………………………………… GSM

.11-2ماژول ابتدایی-انتهایی در ترمینال های سه باند 37………………………………………. GSM

. 1-3 مدار RF یک سیستم ارتباطی بی سیم………………………………………………………… 46

. 2-3 مدار RF یک سیستم 49…………………………………………………………… TDD / TDMA

. 3-3 رزوناتور تک پورتی : SAW ساختار و مدار معادل…………………………………………….. 53

. 4-3 تکنیک نوع لدر : طرح یک فیلتر با پنج رزوناتور………………………………………………. 54

. 5-3 فیلتر مد دوگانه: ساختار……………………………………………………………………………. 55

.6-3 فیلتر شیار دوگانه با کوپلینگ ترانسدیوسر: ساختار……………………………………………. 57

. 7-3 مدار گیرنده هیتروداین دوبل در سیستم آنالوگ 60……………………………………….. CT

. 8-3 فیلترشیار دوگانه سیستم : CT + پاسخ فرکانسی 62………………………. …………………………..

.9-3 فیلتر نوع لدر برای سیستم : ISM CT پاسخ فرکانسی……………………………………… .63

. 10-3 مدار گیرنده سوپر هتروداین در سیستم دیجیتال باند باریک 64………………………. CT

. 11-3 فیلتر شیار دوگانه در گیرنده سوپرهتروداین سیستم ISM CT :پاسخ فرکانسی………. 65

12-3 فیلتر نوع لدر در سیستم : DECT پاسخ فرکانسی……………………………………………. 68

. 13-3 فیلتر نوع لدر برای سیستم : Tx – AMPS پاسخ فرکانسی……………………………….. 69

. 14-3 فیلتر نوع لدر در سیستم : Rx ETACS پاسخ فرکانسی………………………………….. 70

.15-3فیلتر رزوناتور مد دوگانه درسیستم : Rx –GSM پاسخ فرکانسی………………………….. 71

. 16-3 فیلتر نوع لدر در سیستم : Tx PCN- پاسخ فرکانسی…………………………………… 72

. 1-4 مشترکین تلفن سلولی در جهان…………………………………………………………………. 78

. 2-4 سهم جهانی مشترکین تلفن موبایل دیجیتال………………………………………………….. 78

. 3-4 تغییر وزن تلفن PDC و حجم فیلتر 80……………………………………………… IF  SAW

. 4-4 ساختار RF TC استفاده شده در تلفن 82………………………………………………….. PDC

.5-4  پاسخ فرکانسی اولین فیلتر SAW  IF در هندست 83…………………………………… PDC

. 6-4 شیوه اندازه گیری 84……………………………………………………………………………… IM

. 7-4 اندازه پکیج در فیلتر 86………………………………………………………. SAW  IF – PDC

8-4 .(الف): ساختار فیلتر CLMR در اتصال الکتریکی موازی(ب): مدار معادل در باند عبور…. 89

. 9-4 پاسخ فرکانسی فیلتر SAW  IF برای هندست 90…………………………………………. PHS

.10-4 تغییر اندازه پکیج فیلتر 91…………………………………………………………….. IF  PHS

.11-4 پاسخ فرکانسی فیلتر IF  PHS برای ایستگاه پایه……………………………………………. 93

.12-4 پاسخ فرکانسی اولین نسل فیلتر SAW – IF  Rx برای هندست 95…………….. cdmaone

.13-4 اندازة پکیج فیلتر 96……………………………………………… SAW  IF – Rx cdmaone

.1-5 مشخصه 3GPP برای سیستم 102…………………………………………………… CDMA

.2-5 دوپلکسر آنتن 104………………………………………………………………….. …………………………..

.3-5 مشخصه فرکانسی مربوط به دوپلکسر شکل 105……………………………………………… .2-5

W − CDMA/GSM .4-5 چند باند-مود دوگانه 107……………………………………………… FEM

.5-5 تولید سیگنال شبه-دریافتی مربوط به اعوجاج غیر-خطی مرتبه سوم……………………. 109

IIP3 .6-5 مربوط به سوئیچ های پین – دیود…………………………………………………………. 110

PIMP  .7-5 برای دوپلکسر 110………………………………………………………………………….. SAW

.8-5 مشخصه های فیلترهای SAW ارتقاء یافته بر روی SMD ها. 112………….. …………………………..

.9-5 مشخصات طراحی شدة دوپلکسر بر اساس پارامترهای 114…………………………………….. S

.10-5 مشخصه اندازه گیری شدة دوپلکسر توسعه یافته. 114…………………….. …………………………..

.1-6 طرح رزوناتور SAW تک پورتی و ساختار مدار لدر پایه………………………………………. 119

.2-6 ساختار فیلم الکترودی ساندویچی………………………………………………………………… 120

.3-6 دورة فعالیت در مقایسه با توان ورودی فیلترهای120………………………………………….. . Tx

.4-6 سرعت SAW در هر ناحیه. 123………………………………………………….. …………………………..

.5-6 تغییر مشخصات به وسیله پهنای الکترود………………………………………………………… 123

.6-6 مقدار Q در فرکانس رزونانس و فرکانس آنتی رزونانس……………………………………… 124

.7-6 رابطه سرعت فاز با نسبت فلزکاری 124………………………………………… …………………………..

.8-6 اثر سیم زمین رزوناتور شاخه موازی……………………………………………………………. ..125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.9-6 ساختار مدار دوپلکسر SAW نوع لدر. ………………………….. ……………………………………………………. 127
.10-6 دید موضعی از پکیج دوپلکسر معمولی. ………………………….. ………………………………………………… 128
.11-6 دید موضعی از پکیج دوپلکسر ارتقاء یافته…………………………… ……………………………………………. 128
.12-6 پکیج های ارتقاء یافته و معمولی………………………………………………………. ………………………………. 128
.13-6 مشخصه S21 دوپلکسر AMPS −CDMA در فرکانس 800MHz با پکیج ارتقاء یافته…… 129
.14-6 مشخصه S21 دوپلکسر JCDMA در فرکانس ………………………………………………… 800MHz 130
.15-6 مشخصه S21 فیلترTx آنتن …………………………..1.5GHz PDC …………………………………………. 131
.16-6 مشخصه S21 دوپلکسر PCS −CDMA در فرکانس ……………………………………….. 1.9GHz 132
.1-7 ساختار سادة سیستم های ارتباطی عمومی………………………….. …………………………………………….. 136
.2-7 پاسخ فرکانسی فیلتر 70MHz SAW IF در ترانسپوندر ماهواره………………………………….. 137
.3-7 مفهوم ترکیب برداری از پاسخ های فیلتر ………………………….. SAW …………………………………… 139
.4-7 پاسخ فرکانسی فیلتر ………………………………………………………. SAW ……………………………………….. 139
.5-7 پاسخ فرکانسی فیلتر ………………………………………………………. SAW ……………………………………….. 140

خلاصه                                                                                                                          ١

موج SAW یک موج سطحی صوتی می باشد که در طول سطح یک ماده منتـشر مـی شـود. بـه طـور

معمول موادی که در ساخت این زیر لایه مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از کوارتز، لیتیم نیوبیـت

و لیتیم تانتالیت، که با ایجاد برش های متفاوت خصوصیات متفـاوتی دارنـد. ایـن مـواد دارای خاصـیت

فیزوالکتریک می باشند، یعنی با اعمال میدان الکتریکی به سطح نیروهایی ایجاد می شوند که به شـکل