فهرست مطالب

الکترومغناطیس کاربردی - سال دهم شماره 1 (پیاپی 24، بهار و تابستان 1401)

نشریه الکترومغناطیس کاربردی
سال دهم شماره 1 (پیاپی 24، بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/25
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علی آل کثیر، سید احسان عبداللهی*، سید رضا عبداللهی صفحات 1-13

    اندوکتانس خودی و اندوکتانس تزویج پارامترهای کلیدی سیستم انتقال توان بی سیم هستند و برای بهینه سازی یک سیستم یا برآورد پارامترهای عملکردی آن نظیر توان دریافتی، بازده، و بهره، طراح باید آن ها را به درستی محاسبه کند. محاسبه تحلیلی اندوکتانس خودی و تزویج نسبت به روش شبیه سازی اجزای محدود، سرعت فرآیند طراحی را افزایش داده و هزینه ها را کاهش می دهد. پدهای قطبی شده DD به دلیل سادگی ساختار، راندمان بالا و حساسیت کم در شرایط ناهمترازی (وقوع فراوان در انتقال توان بی سیم) در این مقاله انتخاب شده اند. پدهای DD در کاربرد شارژ خودرو الکتریکی (به روش پویا و ایستا) بسیار محبوب هستند. در این مقاله محاسبات تحلیلی اندوکتانس خودی و اندوکتانس تزویج با استفاده از قانون بیوساوار برای پدهای DD ارایه شده است. در مواردی استفاده از هسته های فریت جهت بهبود اندوکتانس خودی و ضریب کوپل این پدها ضروری است. پس تاثیر هسته های فریت و بهینه سازی ازنظر تعداد، طول و فاصله بین هسته ها در شبیه سازی اجزای محدود بررسی شده است. نتایج محاسبات تحلیلی اندوکتانس تزویج در فواصل مختلف بین پدها بررسی شده و نتایج محاسبات با نمونه آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود مقایسه شده است. مقادیر محاسبه شده به روش عملی و شبیه سازی با دقت خوبی مدل تحلیلی را تایید می نمایند.

    کلیدواژگان: انتقال توان بیسیم، مدل تحلیلی، پدهای پلاریزه DD، سیم پیچ مارپیچ، اندوکتانس خودی، اندوکتانس تزویج
  • سعیده برزگرپاریزی* صفحات 15-24

    در این مقاله، طراحی یک جاذب تراهرتز باند باریک که در آن ابعاد ساختار بسیار کوچک است، به صورت تیوری مورد مطالعه قرار می-گیرد. جاذب طراحی شده، از یک لایه دی الکتریک مصنوعی که بر روی یک زیرلایه ختم شده به یک لایه هادی قرار گرفته است، تشکیل می شود. لایه دی الکتریک مصنوعی شامل دو لایه فلز است که با یک لایه دی الکتریک با ضخامت بسیار نازک جدا شده است. هر لایه فلزی شامل پترن های مربع شکل است. هر لایه فلز نسبت به لایه مجاورش شیفت داده شده است بنابراین هر مربع در لایه بالا با چهار مربع در لایه پایین همپوشانی دارد. با طراحی مناسب پارامترهای ساختار و با استفاده از ویژگی خازنی این لایه دی الکتریک مصنوعی همراه با خاصیت القایی لایه دی الکتریک زمین شده (زیر لایه ختم شده به هادی) می توان به رزونانس در فرکانس تراهرتز دست یافت. یک مدل مداری ساده برای بررسی رفتار جاذب در برخورد نرمال ارایه می شود. جاذب طراحی شده، جذب کامل در فرکانس مرکزی 0.4 تراهرتز با ضریب کیفیت 20 را نشان می دهد. ساختار پیشنهادی، غیرحساس به قطبش موج برخوردی و دارای پایداری بالا نسبت به زاویه برخورد مایل است. علاوه بر این، ابعاد ساختار ارایه شده در این مقاله نسبت به سایر جاذب طراحی شده در فرکانس های تراهزتز پایین، بسیار کوچک است. ضخامت ساختار حدود و ابعاد سلول واحد می باشد. در نهایت، با به کارگیری دو لایه از ساختار دی الکتریک مصنوعی می توان به یک جاذب دو بانده نیز دست یافت.

    کلیدواژگان: جاذب باند باریک، فرامواد، دی الکتریک مصنوعی، مدل مداری
  • ایوب پایمزد، حمید صانعی، زهرا نصیری قیداری* صفحات 25-35

    ریزالور حسگری است که برای تعیین موقعیت گردان یا خطی مورد استفاده قرار می گیرد. طراحی بهینه این حسگر، نیازمند یک مدل دقیق و درعین حال سریع است. چنین مدلی برای ریزالور خطی، باید قابلیت در نظر گرفتن اثر انتهایی را هم داشته باشد. لذا، در این مقاله یک مدل تحلیلی بر اساس روش زیرناحیه برای ریزالور خطی ارایه می شود. این مدل نه تنها اثر انتهایی طولی بخش متحرک و ساکن را به خوبی در نظر می گیرد؛ بلکه اثر دندانه و شیاردار بودن این دو بخش را نیز مورد توجه قرار می دهد. نتایج مدل ارایه شده، با نتایج روش اجزای محدود و نتایج آزمایش عملی روی نمونه ساخته شده حسگر، مورد ارزیابی و تایید قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: ریزالور خطی، مدل سازی تحلیلی، روش اجزای محدود، روش زیرناحیه
  • مهدی اسکندری*، محمد عظیم کرمی صفحات 37-45

    در این مقاله یک آشکارساز مبتنی بر پدیده شکست بهمنی (InGaAs/Si SACM APD) برای آشکار سازی در طول موج 1550 نانومتر ارایه گردیده است . این آشکارساز با ساختا ر ی ساده ، از حیث لایه ها تعریف و کمیت های اصلی آشکار سازی آن همانند جریان تاریک، جریان تابش، بهره و پاسخ دهی ،بهینه شده است. وجه برتری و تمایز این آشکار ساز این است که ولتاژ بایاس آن کوچکتر از مدل های موجود در مراجع معرفی شده می باشد و کمیت های آشکار سازی آن نیز، قابل رقابت با انها می باشد. این ولتاژ بایاس حداقل %41 از دیگر مراجع تطبیقی درشرایط مشابه کمتر است. در شاخص (0.9V_br) ، جریان تابش mu A 8.3 و جریان تاریک nA 4.9 حاصل گشته است. در ولتاژ بایاس 25 ولت جریان تابش mu A 51 و جریان تاریک nA 21 نسبت به فوتودیود مشابه افزایش می یابد. از این آشکار ساز برای کاربری های خاصی که نیاز به جریان تاریک بسیار پایین دارند نیز، می توان بهره برداری نمود.

    کلیدواژگان: آشکار ساز، فوتو دیود شکست بهمنی، پاسخ دهی، جریان تابش، جریان تاریک
  • سید محمدجواد رضوی* صفحات 47-54

    در این مقاله تداخل هم مکان در سیستم های شامل چندین رادیو مورد بررسی قرار گرفته است. این نوع تداخل زمانی رخ می دهد که یک گیرنده در حضور فرستنده ها و یا حتی جمرهای پرتوان در حال دریافت سیگنال ضعیف ارسالی مرتبط با خود می باشد. اجزای تشکیل دهنده این تداخل شامل طیف توان خروجی فرستنده ها، تزویج الکترومغناطیسی بین آنتن ها، سطح حساسیت گیرنده ها و اینترمدولاسیون های احتمالی بین فرکانس های مختلف موجود در سیستم هم مکان می باشند. با تهیه نرم افزاری در محیط متلب فرکانس و دامنه تداخل در ورودی گیرنده ها محاسبه و گزارش شده است. در این نرم افزار می توان فرستنده ها و گیرنده های رادیویی و آنتن های آنها را بر اساس اطلاعات کارخانه ای ، شبیه سازی و یا اندازه گیری مدل کرد.

    کلیدواژگان: تداخل هم مکان، طیف توان فرستنده، حساسیت گیرنده، تزویج آنتن ها
  • محمد غلامی*، حنیف کازرونی صفحات 55-68

    از اوایل قرن بیستم، ته نشین کننده های الکتروستاتیکی به عنوان یک تکنولوژی مهم صنعتی شناخته شده و به عنوان یک تجهیز کنترل آلودگی هوا در کاربردهای صنعتی نظیر کارخانه سیمان و ژنراتورهای موتور دیزلی استفاده می شوند. با وجود راندمان کلی بالای ته نشین کننده های الکتروستاتیکی، راندمان کسری به ازای ذرات زیرمیکرون نسبت به ذرات بزرگتر پایین بوده است. از طرفی قوانین مربوط به ذرات ریزی که توسط فرآیند های صنعتی به هوای محیط تزریق می شوند، روز به روز سخت گیرانه تر شده است (به عنوان مثال، کاهش 30 درصدی مقدار مجاز انتشار ریزگرد توسط نیروگاه های حرارتی چین از سال 2012 به 2014). بنابراین، نیاز به انجام تهمیداتی به منظور بهبود عملکرد این تجهیز در مواجهه با این ذرات بیش از پیش حس می شود. در این مقاله با ارایه فرمولاسیون مربوط به فرآیندهای مختلف درون ته نشین کننده الکتروستاتیکی و مدلسازی عددی سه بعدی آن ها، مشخصه های الکتریکی و الکتروهیدرودینامیکی و هم چنین راندمان های جمع آوری ذرات زیرمیکرون برای یک ته نشین کننده در ابعاد آزمایشگاهی با الکترودهای خاردار مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور، خطوط شارش هوا و راندمان جمع آوری ذرات با قطر 25/0 الی 5/1 میکرومتر برای الکترودهای خاردار دوجهته و تک جهته ارزیابی و مقایسه شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که برای ذرات با قطرهای 25/0 الی 5/1 میکرومتر، ته نشین کننده با الکترود خاردار دوجهته بهترین آرایش الکترود تخلیه بوده است. اثر نرخ شارش جرم ذرات بر راندمان ته نشینی ذرات ریز برای الکترود خاردار دوجهته نیز بررسی شده است. شبیه سازی ها نشان داده است که با افزایش نرخ شارش جرم ذرات در ورودی، راندمان ته نشینی ذرات کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: الکترود تخلیه خاردار، ته نشین کننده الکتروستاتیکی، ذرات زیرمیکرون، رسوب دهنده الکتروستاتیکی، روش اجزاء محدود، شارش الکتروهیدرودینامیکی
  • حسین باقری نقنه، صمد تقی پور بروجنی*، عبدالرضا ربیعی، نورالدین تقرابت صفحات 69-79

    در مقاله حاضر، یک مدار جدید رتور برای یک ماشین القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک (BDFFIM) با سیم پیچی قدرت 8 قطب و سیم پیچی کنترل 4 قطب مطرح شده است. با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقابل سیم پیچی قدرت استاتور و مدار رتور و در پی آن تزویج متقاطع بین سیم پیچی های قدرت و کنترل استاتور این ماشین افزایش یافته است. بنابراین با استفاده از مدار رتور جدید یک ماشین BDFIM با ظرفیت گشتاور بالاتر به دست آمده است. برای ارزیابی رفتار ماشین یک مدل دینامیکی برای ماشین BDFIM پایه گذاری شده است و از آن به عنوان یک ابزار سریع جهت بررسی و مقایسه کردن مشخصه های ماشین مطرح شده با ماشین های BDFIM گذشته با حلقه های سری و موازی استفاده شده است. مدل دینامیکی ارایه شده بر مبنای مفهوم مدارهای با تزویج چندگانه بنا نهاده شده است. اندوکتانس های مغناطیس کنندگی ماشین متغیرهای این مدل هستند و با استفاده از روش تابع سیم پیچی به دست آمده اند. مدل دینامیکی تهیه شده با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود گذرا مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است. در نهایت نشان داده شده است که با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقاطع بین سیم پیچی های استاتور افزایش یافته است و در نتیجه آن جریان مغناطیس کنندگی و تلفات اهمی در ماشین BDFIM مطرح شده کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: ماشین القایی دو سو-تغذیه بدون جاروبک، تابع سیم پیچی، مدل سازی دینامیکی، تحلیل اجزا محدود، آشیانه با حلقه های سری و موازی
  • رضا فریادرس، فرید توتونچیان* صفحات 81-90

    امروزه در سرومکانیزم های صنعتی، سامانه های الکترومغناطیسی با حرکت ترکیبی، با کاربرد فزاینده ای مواجه اند. این سامانه ها، عمدتا، با دو درجه آزادی کار می کنند. در این محرکه ها، به منظور افزایش توان حجمی ناگزیر از آهنربا استفاده می شود. به منظور انجام کموتاسیون الکترونیکی بهینه و کنترل موقعیت بخش متحرک، سیستم کنترل باید موقعیت مرکز بخش متحرک را داشته باشد. در این پژوهش، تشخیص مختصات این نقطه، با استفاده از مجموعه ای از سلسین های 90 درجه خطی (ریزالورهای خطی)، بررسی می شود. ریزالور خطی نوعی حسگر موقعیت است که قابلیت کارکرد در محیط های با آلودگی های صنعتی را دارد. اما برای تعیین مختصات کارتزین مرکز بخش متحرک، استفاده از دو ریزالور خطی با چالش هایی مواجه است. مطالعه حاضر، ضمن بررسی این چالش ها و به منظور رفع آنها، ساختار نوینی را پیشنهاد می کند. این تحقیق، کارایی ریزالور پیشنهادی را در مقابل استفاده از دو ریزالور خطی در تعیین موقعیت مرکز بخش متحرک، نشان می دهد. این کارایی، در شبیه سازی های اجزای محدود سه بعدی و مقایسه با تست های عملی، نمایان است.

    کلیدواژگان: ریزالور خطی، ریزالور دو درجه آزادی، روش اجزای محدود
  • رضا حقگو رستمی، معصومه خودسوز* صفحات 91-97

    شدت میدان الکتریکی از جمله عوامل تاثیرگذار بر تخلیه کرونا و عیب عایقی مقره های فشارقوی می باشد. لذا محاسبه ی پتانسیل و میدان ‏الکتریکی مقره ها، از اهمیت زیادی در طراحی و توسعه ی خطوط انتقال برخوردار است. گاها بدلیل محدودیت های اتصال زنجیره مقره، زنجیره ‏مقره ها با زاویه خاصی نسبت به خط عمود متصل می شوند و وجود این انحراف می تواند موجب تغییر در توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی ‏زنجیره مقره شود. در این راستا، در این مقاله، تاثیر انحراف زنجیره مقره بر توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی زنجیره در سطح ولتاژ 230 ‏کیلوولت بررسی و شبیه سازی شده است. شبیه سازی این نوع زنجیره مقره در محیط سه بعدی نرم افزار ‏COMSOL‏ مبتنی بر روش اجزای ‏محدود انجام گردیده و تاثیر انحراف های 15 و 30 درجه ای بر توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی زنجیره مقره بشقابی، بازده زنجیره مقره و طول ‏موثر آن بررسی شده است. نتایج حاصله از شبیه سازی نشان دهنده ی تاثیر بسزای انحراف زنجیره مقره بر توزیع میدان الکتریکی، توزیع پتانسیل ‏الکتریکی و در نتیجه بازده و استقامت عایقی زنجیره مقره بشقابی می باشد.‏

    کلیدواژگان: انحراف زنجیره مقره، شدت میدان الکتریکی، زنجیره مقره بشقابی، روش مبتنی بر اجزاء محدود
  • عارف بالی*، محمدرضا علیزاده پهلوانی، حسین فیاضی صفحات 99-107

    انرژی پالس های الکترومغناطیسی باعث اختلال و از کار افتادگی سامانه های الکترونیکی به کار رفته در رادارها و تجهیزات ارتباطی نظیر سامانه الینت می شوند. میزان نفوذ امواج الکترومغناطیسی توان بالا و میدان های الکتریکی آن بر تجهیزات به دو پارامتر شدت میدان الکتریکی و نحوه پوشش هدف بستگی دارد. پلاسما یکی از راه های محافظت در برابر تهدیدات الکترومغناطیس می باشد. هنگامی که پالس الکترومغناطیسی در محددساز پلاسمایی پخش می شود، ذرات بار شتاب می گیرند و میدان مغناطیسی ناشی از موج الکترومغناطیسی حادث شده، می تواند حالت گاز را به پلاسما تغییر دهد. در این مقاله، تیوری طراحی یک محدود ساز پلاسمایی در در محدوده فرکانسی 8/1 تا 8/2 گیگاهرتز با ساختاری جدید نشان داده شده است. با معرفی انواع منابع ایجاد توان به تحلیل عددی، شبیه سازی و بهینه سازی محدودساز پلاسمایی پرداخته شده و نمونه اولیه محدودساز پلاسمایی برای حفاظت از گیرنده الینت در توان 1200 وات و 1800 وات مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج اندازه گیری شده، ضریب بازتاب از پورت ورودی را کمتر از 10- دسی یل در بازه فرکانس کاری نشان می دهد. پس از بهینه سازی مقدار h در 19 میلی متر و مقادار n حدود 46 میلی متر بدست آمد که در نمونه ساخته شده ما آن را 47 میلی متر یعنی دقیقا در مرکز قرار دادیم. نتایج آزمایشگاهی به هنگام وقوع پالس های توان بالا همگرایی بالایی با نتایج روش اجزا محدود را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: امواج الکترومغناطیسی، حفاظت سیستم ها، پالس توان بالا، محدودساز پلاسمایی
  • مهدی بکرانی*، محمدمهدی تسخیری، سید علی آسایش صفحات 109-120

    در این مقاله، یک تقویت کننده کم نویز در باند فرکانسی فراپهن GHz 6/10-1/3 با استفاده از تکنولوژی nm CMOS 130 طراحی شده است. در این مدار از تکنیک سورس تبهگنی برای گسترش پهنای باند و ایجاد تطبیق ورودی و از تکنیک استفاده مجدد جریان برای دستیابی به بهره بالا استفاده می شود. همچنین از آنجا که اغلب تکنیکهای تطبیق امپدانس خروجی موجب تضعیف بهره یا خطسانی می شود، از تکنیک معکوس کننده با پیک زنی القایی استفاده شده است تا علاوه بر فراهم نمودن تطبیق امپدانس 50 اهمی در خروجی، بهره و خطسانی را نیز بهبود دهد. این تکنیک رفتار هارمونیک سوم را بهبود و بهره را dB 7/2 افزایش داده است. مدار پیشنهادی دارای S11 کمتر از dB 1/9-، S22 کمتر از dB 10-، ماکزیمم بهره dB 6/19، عدد نویز بین dB 7/2-2، توان مصرفی mw 28 و IIP3 با مقدار dBm 5/3- می باشد. همچنین ابعاد جانشانی طرح برابر µm 4/701 × µm84/991 است. مزایای ساختار پیشنهادی در مقایسه با ساختارهای فراپهن با تکنولوژی یکسان، در بهره بالاتر، عدد نویز کمتر و تطبیق بهتر خروجی می باشد.

    کلیدواژگان: تقویت کننده کم نویز، تبهگنی سورس، استفاده مجدد از جریان، پیک زنی القایی، خطسانی
  • علی حسن شاهی، جواد خلیل زاده*، علی ریاحی، حامد مرادی صفحات 121-127

    در این مقاله، عملکرد حسگر فیبر نوری با حساسیت بالا، قیمت پایین و ابعاد کم مبتنی بر فابری پرو برای اندازه گیری فشار گاز آرگون گزارش شده است. پروب حسگر فابری پرو با کاواک هوا، به طول 25/1 میلی متر و دیافراگم مناسب با ضخامت های مختلف با هدف دستیابی به بهینه ضخامت مدنظر قرار گرفته است. هدف نهایی، دستیابی به دیافراگمی است که به کشف و اندازه گیری فشارهای گاز کمتر از 80 میلی بار منجر شود. از ماده پی وی سی برای لایه نشانی حسگری استفاده شده و چیدمان حسگری اندازه گیری فشار گاز به صورت تجربی در آزمایشگاه برپا شد. تاثیر فشار گاز و همچنین ضخامت دیافراگم به عنوان پارامتر مهم بر حساسیت حسگری فشار گاز مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت های دیافراگم 42، 56 و70 میکرومتر و کاواک با طول 25/1 میلی متر در فشارهای مختلف گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین حساسیت با مقدار nm/mbar 035/0 مربوط به حسگری با ضخامت دیافراگم 42 میکرومتر است.

    کلیدواژگان: تداخل سنج فابری پرو، تار نوری، حسگر فابری پرو، ضخامت لایه، طول کاواک
|
  • Ali Alkasir, Seyed Ehsan Abdollahi *, Seyedreza Abdollahi Pages 1-13

    Self- and mutual inductance are key parameters of the WPT system, and to optimize such systems or estimate its performance parameters such as received power, efficiency, and gain, the designer must calculate them correctly. Analytical calculation of self- and mutual inductance compared to the finite element simulation method speeds up the design process and reduces costs. The polarized DD pads are selected in this paper due to the simplicity of structure, high efficiency, and low sensitivity to misalignment conditions. DD pads are very popular in electric vehicle charging applications (dynamic and static). In this paper, analytical calculations of self and mutual inductance using Biot-Savart law for DD pads are presented. In some cases, the use of ferrite cores to improve the inductance and coupling coefficient of these pads is necessary. Therefore, the effect of ferrite cores and optimization in terms of number, length, and distance between cores in finite element simulation has been investigated. In some cases, it is necessary to use ferrite cores, so the effect of ferrite cores and optimization in this pad has been investigated. The results of analytical calculations of mutual inductance in different distances between pads have been investigated and the results of calculations verified with experimental and FEM simulation. The values calculated by the practical method and simulation with good accuracy verify the analytical model.

    Keywords: Wireless Power Transfer, analytical model, Polarized DD Pad, Spiral Coil, Self-Inductance, Mutual inductance
  • Pages 15-24

    In this article, the design of a miniaturized narrow-band terahertz absorber is theoretically investigated. The designed absorber is made of an artificial dielectric layer (ADL) deposited on a substrate terminated by a metallic layer. The ADL includes two thin metal layers vertically separated by a thin dielectric film. Each metal layer is patterned to form a lattice of disconnected squares. The lattices on the two metal layers are shifted with respect to each other so that each square on the top lattice partially faces four squares on the bottom lattice. With a proper design of the structure parameters and utilizing the capacitive nature of ADL and the inductive property of the grounded dielectric spacer (substrate terminated by a metallic layer), the resonant frequency can be achieved at the terahertz regime. In this paper, a simple circuit model is presented for surveying the absorber behavior at normal incidence. The designed absorber shows perfect absorption around a center frequency of 0.4 THz with a quality factor of Q = 20. The proposed structure is polarization insensitive and shows absorption stability over a wide range of oblique incidence angles. Furthermore, the size of the proposed absorber is very smaller than other metallic absorbers at low terahertz frequency. The thickness of the structure is and the size of the unit cell is . Finally, a dual-band absorber can be realized using two layers of ADL.

    Keywords: Narrowband absorber, Metamaterial, Artificial dielectric, Circuit model
  • Ayub Paymozd, Hamid Saneie, Zahra Nasiri-Gheidari * Pages 25-35

    Resolver is a position sensor for determining the rotational or linear position. Optimal design of resolver needs an accurate and computationally fast model. Such model for linear resolver must also be able to take longitudinal end effect into account. Therefore, in this paper, an analytical model based on subdomain method is proposed for linear resolver. The presented model, not only considers the longitudinal end effect of the stator and mover, but also takes the cores’ slotting effect into account. The results of the proposed model are verified by comparing them with the results of finite element analysis and experimental measurements on the sensor’s prototype.

    Keywords: Linear Resolver, analytical model, Finite Element Method, Subdomain Technique
  • Mehdi Eskandari * Pages 37-45

    In this paper, an avalanche photodiode (InGaAs/Si SACM APD) for detection at 1550 nm is presented. This detector has a simple structure, defined in terms of layers and its main detection parameters such as dark current, photocurrent current, gain and responsivity are optimized. The advantage and distinction of this detector is that its bias voltage is smaller than the models available in the references and its detection parameters can compete with them. This bias voltage is at least 41% lower than other adaptive references in similar conditions. In the index (0.9V_br), the photocurrent is8.3 u A and the dark current is 4.9 nA. At a bias voltage of 25 volts, the photocurrent and the dark current to 51 u A and 21 nA increase compared to the same photodiode. This detector can also be used for special applications that require very low dark current.

    Keywords: Detector, Avalanche Photodiode, Response, Dark current, Photocurrent
  • Sayed Mohammad Javad Razavi * Pages 47-54

    In this paper the co-site interference in systems involving multiple radios has been studied. This type of interference occurs when a receiver is receiving a weak transmitting signal in the presence of transmitters or even high power jammers. Components of this interference include the power spectrum of the transmitter output, the electromagnetic coupling between the antennas, the level of sensitivity of the receiver and possible intermodulations between different frequencies in the co-location system. Frequency and amplitude of interference at the input of receivers are calculated and reported by providing software in MATLAB. In this software, radio transmitters and receivers and their antennas can be modeled based on factory information, simulation and measurement.

    Keywords: Co-site interference, Transmitter power spectrum, Receptor sensitivity, Coupling of antennas
  • Mohammad Gholami *, Hanif Kazerooni Pages 55-68

    Since the early twentieth century, electrostatic precipitators have been recognized as an important industrial technology and have been used as air pollution control devices in industrial applications such as cement plants and diesel engine generators. Despite the high overall efficiency of electrostatic precipitators, the fractional efficiencies for submicron particles are lower than that of larger particles. On the other hand, the laws on particulate matter injected into the ambient air by industrial processes have become increasingly stringent (for example, a 30 percent reduction in the amount of particulate matter emitted by Chinese thermal power plants from 2012 to 2014). Therefore, the need to take precautions to improve the performance of this equipment in the face of these particles is felt more than ever. In this paper, by presenting formulations related to various processes within electrostatic precipitators and their three-dimensional numerical modeling, the electrical and electrohydrodynamic properties as well as, the submicron particle collection efficiencies for a precipitator in laboratory dimensions with different spiked electrodes are investigated. For this purpose, airflow lines and particle collection efficiencies with a diameter of 0.25 to 1.5 μm for bidirectional and unidirectional spiked electrodes have been evaluated and compared. The results indicate that for particles with diameters of 0.25 to 1.5 μm, the two-side spiked electrode is the best discharge electrode arrangement for collecting submicron particles. The effect of particle mass flow rate on the deposition efficiency of fine particles for a two-side spiked electrode has also been investigated. The simulations show that the particle deposition efficiency decreases with increasing particle mass flow rate at the inlet.

    Keywords: Spiked discharge electrode, submicron particles, Finite Element Method, electrohydrodynamic flow
  • Hosein Bagheri Naghneh, Samad Taghipour Boroujeni *, Abdoreza Rabiee, Noureddin Taghorabet Pages 69-79

    In the presented work, a new rotor circuit is proposed for a brushless doubly-fed induction machine (BDFIM) with 8-/4-pole power/control winding. Using the proposed rotor circuit, the mutual-coupling of the power winding and the rotor circuit, and consequently the cross-coupling between the power and control windings is increased. Therefore, a BDFIM with a higher torque capacity is obtained. A dynamic model is established for BDFIMs and used as a fast tool to investigate and compare the characteristics of the proposed machine with the extant BDFIMs with parallel and series loops. The dynamic model is funded based on the concept of multiple coupled circuits. The machine magnetizing inductances are the parameters of this model and obtained by using the winding function method. The provided dynamic model is validated by means of time-stepping finite element analysis. Finally, it is shown that using the proposed rotor circuit, the cross-coupling of the stator windings is increased. Consequently, the magnetizing current and the Joule losses are decreased in the proposed BDFIM machine.

    Keywords: Brushless doubly fed induction machines, rotor circuit, Dynamic Simulation, Magnetic cross-coupling, Joule loss, Time-Stepping Finite Element Analysis
  • Reza Faryadras, Farid Tootoonchian * Pages 81-90

    Nowadays electromagnetic systems are increasingly used in industrial servomechanisms. Those systems are usually working with two-degree of freedom and their actuators employ Permanent Magnets (PMs) to improve the power density requirements. The position of the moving part’s center is required for optimal electronic commutation and control of the PM actuators. In this paper, determination of the coordinates of the mover’s center using 90-degree linear Selsyns (linear resolvers) is examined. Linear resolvers are position sensors that are compatible to work in harsh industrial environments. However, there are some challenges in using two individual linear resolvers for such applications. Therefore, in this paper after discussing those challenges, a new configuration is proposed to overcome them. The success of the proposed planar resolver is verified by 3-dimentional time stepping finite element analysis and experimental measurements.

    Keywords: Linear Resolver, analytical model, Finite Element Method, Subdomain Technique
  • Reza Haghgoo Rostami, Masume Khodsuz * Pages 91-97

    The electric field is one of the main factors which causes corona discharge and the insulation defect of high ‎voltage insulators. Therefore, the voltage distribution and electric field calculation along the insulators is ‎important for the design and development of transmission lines. Depending on the construction position, ‎suspension insulators are connected at a certain angle to the vertical line. This is called insulator string ‎deviation. The insulator string deviation can change the electric field distribution of the insulator string. In ‎this paper, the insulator string offset effect on the electric field distribution of a 230 kV suspension insulator ‎string has been simulated. The insulator string has been simulated in COMSOL software based on the finite ‎element method. The effects of 15 and 30-degree insulator string deviations have been investigated on the ‎electric field distribution, insulator string efficiency, and the effective length of the insulator string. Then, ‎the results have been compared with the insulator string without offset. The simulation results show a ‎significant effect of the insulator string deviation on the electric field and voltage distribution of the ‎insulator string. Also, the effect of insulator string deviation on the effective length of the string and its ‎dielectric strength has been significant.‎

    Keywords: Insulator String Offset, Method Electric Field Distribution, Suspension Insulator String, Finite Element &lrm, Method
  • Aref Bali *, Mohamad Reza Alizadeh Pahlavani, Hosein Fayazi Pages 99-107

    The energy from electromagnetic pulses causes disruption and failure of electronic systems used in radars and communications equipment sush asthe ELINT system. The rate of influence of high-powered electromagnetic waves and their electric fields on the equipment depends on two parameters: the intensity of the electric field and the target coating method....the plasma is one way to protect against electromagnetic threats. When an electromagnetic pulse is propagated through a plasma limiter, the charge particles accelerate, and the magnetic field generated by the electromagnetic wave can change the state of the gas to plasma. In this paper, the design theory of a plasma limiter based on a new structure in 1.8 to 2.8 GHz is presented. By introducing various power generation sources, numerical analysis, simulation and optimization of plasma limiter are investigated and the prototype of plasma limiter is tested to protect the ELINT receiver in the frequency range of 1.8 to 2.8 GHz at 1200 and 1800 w. The measured results show that the return loss is better than -10 dB in 1.8 to 2.8 GHz. After optimizing, the value of h was obtained in 19 mm and the value of n was about 46 mm, which in the constructed sample, we placed it at 47 mm, ie exactly in the center. The laboratory results during high power pulses show an excellent agreement with respect to finite element method.

    Keywords: Electromagnetic waves, protection systems, High power pulse, Plasma Limiter
  • Mehdi Bekrani *, Mohammad Mahdi Taskhiri, Seyed Ali Asayesh Pages 109-120

    In this paper, a 3.1 to 10.6 GHz low noise amplifier has been designed using 130 nm CMOS technology. In this circuit, the source degeneration technique is employed to increase the bandwidth and achieve input impedance matching as well. In addition, a current reuse technique is employed to achieve a high gain. Since most output impedance matching techniques degrade gain or linearity, an inverter along with an inductive peaking technique is used to provide output impedance matching of 50 ohms and to improve both linearity and gain. This technique enhances the third harmonic behavior and increases the gain by 2.7 dB. The proposed circuit achieves S11 of less than - 9.1dB, S22 of less than -10 dB, the maximum gain of 19.7 dB, NF of 2 to 2.7 dB, and IIP3 of -3.5 dBm. Moreover, the power consumption of the proposed circuit is 28 mw and the core layout size is 991.84 μm×701.4 μm. The advantages of the proposed circuit over UWB structures with the same technology are higher gain, lower Noise Figure, and better output matching.

    Keywords: Low noise amplifier, source degeneration, current reuse, inductive peaking, Linearity
  • Javad Khalilzadeh *, Ali Hasanshahi, Ali Riahi, Hamed Moradi Pages 121-127

    In this paper, the performance of a high-sensitivity, low-cost, low-dimensional Fabry-Perot based fiber-optic sensor for measuring argon gas pressure is reported. A Fabry-Perot sensor probe with an air cavity, length of 1.25 mm and suitable diaphragm with different thicknesses has been investigated in order to achieve the optimal thickness. The ultimate goal is to achieve a diaphragm that detects and measures gas pressures below 80 millibars. A PVC layer was used as second Fabry-Perot plate of the sensor,The sensing experimental arrangement for measuring gas pressure was provided in the laboratory. The effect of gas pressure as well as diaphragm thickness as an important parameter on the sensitivity of gas pressure sensor was investigated. Diaphragm thicknesses of 42, 56 and 70 μm and cavities with a length of 1.25 mm were investigated at different pressures of argon gas. The results showed that the best sensitivity with a value of 0.035 nm / mbar is related to the sensor with a diaphragm thickness of 42 μm.

    Keywords: Fabry-Perot interferometer, Fiber sensor, Fabry-Perot sensor, Layer thickness