فهرست مطالب

الکترومغناطیس کاربردی - سال دوم شماره 2 (پیاپی 3، تابستان 1393)

نشریه الکترومغناطیس کاربردی
سال دوم شماره 2 (پیاپی 3، تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/05/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • استخراج پارامترهای الکترومغناطیسی یک تیغه متامتریالی همگن و همسانگرد با استفاده از روش فضای حالت
    داود ظریفی*، علی فرحبخش محمد سلیمانی صفحات 1-9
    در این مقاله، استخراج پارامترهای الکترومغناطیسی ساختارهای متامتریالی با استفاده از رویکرد فضای حالت بررسی شده است. هر چند که رویکرد فضای حالت در مسائل پراکندگی الکترومغناطیسی بهعنوان یک روش قدرتمند و قاعدهمند شناخته میشود، اما بهدلیل برخی مشکلات و چالشها استفاده از این روش در مسائل پراکندگی معکوس الکترومغناطیسی مورد توجه قرار نگرفته است. این روش بر مبنای ماتریس انتقال حالت و ویژگیهای آن میباشد. در روشهای متداول که عمدتا بهعنوان روشهای تمام موج شناخته میشوند، با حل معادله موج در محیط مورد نظر و سپس برقراری شرایط مرزی و حل دستگاه معادلات غیرخطی پارامترهای الکترومغناطیسی محیط مشخص میشوند. البته در محیطهای ساده الکترومغناطیسی مانند محیطهای همگن همسانگرد امکان بهدستآوردن روابط بسته برای مشخصات الکترومغناطیسی محیط وجود دارد؛ اما در محیطهای پیچیده الکترومغناطیسی چنین امکانی وجود ندارد. مهمترین تفاوت این روش با روشهای متداول، محاسبه و استفاده مستقیم از ماتریس انتقال حالت است که نیاز به حل مستقیم معادله موج و سپس معادلات غیرخطی را از بین میبرد. از مهمترین مزایای این روش در تحلیل مسائل معکوس الکترومغناطیسی میتوان به کاهش میزان پیچیدگی غیرخطی بودن مسئله اشاره کرد. پس از ارائه جزئیات و فرمولبندی روش مطرحشده، به منظور اطمینان از صحت نتایج، از آن برای استخراج پارامترهای الکترومغناطیسی شناختهشدهترین ساختار متامتریالی موجود استفاده شده است. مقایسه نتایج حاصل از این روش با روش متداول تمام موج، نشاندهنده عملکرد مطلوب و درستی الگوریتم مطرح شده است.
    کلیدواژگان: بازیابی پارامتر، محیطهای پیچیده، متامتریال، روش فضای حالت، ماتریس انتقال حالت
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • شبیه سازی جریان انتشار میدانی به منظور تشخیص فشار داخلی کلیدهای خلا
    محمد رضوانی*، اصغر اکبری، سید محمد تقی بطحایی صفحات 11-17
    مشاهده متن زبان: فارسی
  • شیفت دهنده فاز 180 درجه پهن باند با خطای فاز پایین
    فواد فریدونی*، سمیه چمانی، سید عبدالله میر طاهری، محمد علی سبط صفحات 19-23
    مشاهده متن زبان: فارسی
  • اندازه گیری بهره تنوع قطبیشدگی برای کانال روی بدن به خارج بدن در باند ISM
    مجید کیایی، سمیه چمانی* صفحات 25-32
    این مقاله به بررسی اثر تنوع قطبیشدگی در کاهش محوشدگی کانال روی بدن به خارج بدن می پردازد. به این منظور ابتدا آنتنی با دو قطبیشدگی خطی برای نصب روی بدن در باند ISM (GHz 2/4835-2/4) که مربوط به کاربردهای صنعتی، علمی و پزشکی بوده و نیاز به مجوز ندارد، طراحی و ساخته می شود. سپس با بهکار بردن این آنتن بهعنوان گیرنده در سه نقطه مختلف بدن شامل مچ دست، قلب و کمر، تغییرات زمانی سیگنال دریافتی در دو درگاهی گیرنده، به ازای فرستنده ثابت توسط دو دستگاه تحلیلگر طیف اندازه گیری می شود. در مرحله بعد برای ترکیب سیگنال های دو درگاهی و محاسبه بهره تنوع از سه روش ترکیب مختلف (ترکیب انتخاب، ترکیب گین برابر و ترکیب نسبت بیشینه) استفاده می شود. حداقل بهره ی تنوع dB4/7 و حداکثر آن dB 6/35 محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: بهرهی تنوع، تنوع قطبیشدگی، محوشدگی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل حساسیت زاویه نشانه روی پرتو یک آنتن آرایه فازی صفحه ای به خطای فاز عناصر
    حمید حاجیان *، محمد کریمی، علی بنایی صفحات 33-40
    تحلیل حساسیت در آنتن آرایه فازی دوبعدی انجام شده است. روش های عددی مناسب برای محاسبه زاویه نشانه روی پرتو در آرایه دوبعدی بررسی شده است. روش عددی مورد استفاده با محاسبه فاکتور آرایه بهصورت عددی و محاسبه زاویه نشانه روی پرتو مورد تایید قرار گرفته است. انحراف زاویه نشانه روی پرتو در اثر اختلال فاز هریک از عناصر آرایه بهدستآمده و نشاندادهشده که خطای فاز عناصر پیرامونی نسبت به عناصر میانی تاثیر بیشتری بر خطای زاویه نشانه روی پرتو آرایه دوبعدی دارد. این مساله از این جهت که با دانستن این مطلب می توان فازدهی عناصر پیرامونی را نسبت به عناصر میانی با دقت بیشتر و خطای کمتری انجام داد، دارای اهمیت است. بهعنوان مثال می توان در انتخاب شیفت دهنده های فاز این نکته را مد نظر قرار داد و اگر دو نوع شیفت دهنده فاز با کیفیت مختلف از نظر خطای شیفت فاز داشته باشیم، شیفت دهنده های فاز با کیفیت بالاتر و خطای کمتر را برای عناصر پیرامونی که دارای حساسیت بیشتری هستند و شیفت دهنده های فاز با کیفیت کمتر و خطای بیشتر (و قطعا قیمت کمتر) را برای عناصر درونی آرایه مورد استفاده قرار میدهیم.
    کلیدواژگان: آنتن آرایه فازی، تحلیل حساسیت، خطای زاویه نشانه روی پرتو، خطای فاز
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • آنتن موج سطحی انحناپذیر با الگوی دوجهته نامتقارن
    عیسی مزرعه فرد، ذاکر حسین فیروزه*، حامد خیام نکویی صفحات 41-47
    مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Extraction of Electromagnetic Parameters of Metamaterials Based on the State-Space Approach
    D. Zarifi*, A.Farahbakhsh, M. Soleymani Pages 1-9
    This paper deals with the introduction of an approach for the electromagnetic characterization of metamaterials based on the state space approach. The state space approach is commonly used to deal with the problems of plane wave scattering from planar layered media، but its application in inverse problems has remained an almost untouched topic in the literature. The proposed method is based on the state transition matrix and its properties which allows avoiding nonlinearity and complexity of the problem. The main difference with respect to other well-established retrieval procedures based on the use of the scattering parameters relies on the direct computation of the transfer matrix of the slab as opposed to the conventional calculation of the propagation constant and impedance of the modes supported by the medium. To validate the proposed method، constitutive parameters of a metamaterial structure are retrieved at microwave frequencies. The results show that the proposed method is robust and reliable.
    Keywords: Parameter Retrieval, Complex Media, Metamaterials, State, Space Approach, State Transition Matrix
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Simulation of field emission current in order to diagnosis internal pressure of vacuum interrupters
    M. Rezvani*, A. Akbari, S. M. T. Bathaee Pages 11-17
    Condition monitoring of vacuum circuit breaker is one of the important factor to determine its life time. Internal pressure of vacuum interrupter is the main parameter of vacuum circuit breaker conditioning. Rise of internal pressure recent decades many internal pressure determining methods have been researched to evaluate the influences of different parameters. Although most of them are based on experimental tests but none of them was a satisfying and reliable method to give enough information about residual vacuum pressure. Thus, the field emission current is modelled and simulated in this paper using plasma modelling by particle in cell (PIC) method in order to determine the relation of current and vacuum pressure. The simulation results demonstrate that pulsed current with field emission current used for diagnosis vacuum pressure of vacuum interrupter.
    Keywords: Field emission current, Vacuum Interrupter (VI), Vacuum circuit breaker, Particle in cell (PIC), Ionization
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Wideband 180 Degree Phase Shifter with Low Phase Error
    F. Fereidoony*, S. Chamaani, S. A. Mirtaheri, M. A. Sebt Pages 19-23
    A wideband 180 degree phase shifter is proposed to operate in 3-5 GHz bandwidth. It is designed on the base of transitions between microstrip and coplanar waveguide (CPW) lines. Thus, a sequence of microstrip -to (CPW) -to microstrip transitions are used to realize the structure. This phase shifter has a good return loss (S11<-10 dB and a low transmission loss (21 value of 6 degrees phase error in the output signal. Numerical Simulation and measurement results are provided to verify these claims. Results show acceptable performance of the structure to use in relevant applications such as binary phase shift keying (BPSK) modulators and feeding networks in phase array antennas. Moreover, its simple and low cost structure makes it a good candidate in mentioned applications compared to conventional phase shifters implemented by integrated circuits (IC).
    Keywords: component: phase shifter, phase error, bi, phase modulator, microstrip transition
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Measurement of polarization diversity gain for on-body to off-body channel in ISM band
    M. Kyaei, S. Chamaani* Pages 25-32
    This paper investigates polarization diversity for on-body to off-body fading mitigation. To implement this diversity، first، a dual linearly polarized on-body antenna is designed and fabricated in licence free industrial، scientific and medical (ISM) band (2. 4-2. 4835 GHz). Using this antenna as a receiver at three different points of body: wrist، heart and belt and a fixed off-body transmitter antenna in indoor environment، time variations of received signals of two diversity ports is recorded using two different spectrum analyzer. In the second step، three methods of signal combination (selection، equal gain and maximum ratio) is applied to calculate the diversity gain. The results show that maximum and minimum of diversity gain is 6. 35 and 4. 7dB، respectively.
    Keywords: Diversity gain, polarization diversity, fading
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Sensitivity analysis of beam pointing angle of planar phased array antennas due to phase error of elements
    H. Hajian*, M. Karimi, A. Banaei Pages 33-40
    Sensitivity analysis has been done in two-dimensional phased array antennas. Numerical methods of computing the beam pointing angle in these arrays has been investigated. The used numerical method has been validated by numerical computing the array factor and beam pointing angle if the array. Deviation of beam pointing angle due to phase deviation of each element of the array is computed and it is shown that the phase error of peripheral elements have more influence in beam pointing angle in two-dimensional arrays than the phase error of inner elements. This result is important because by knowing it we should phase the peripheral elements more accurately in comparison of phasing the inner elements. For example in choosing the phase shifters، we can use the more accurate and expensive ones for the peripheral elements and the phase shifters with lower accuracy and less expensive can be used for the inner elements which has less impact on beam pointing error.
    Keywords: Beam, Pointing Error, Phase Error, Phased array antenna, Sensitivit Analysis
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A Conformal Surface-Wave Antenna with Bidirectional Asymmetric Radiation Pattern
    I. Mazrae, Fard, Z. Hossein, Firouzeh*, H. Khayyam, Nekuee Pages 41-47
    A conformal surface wave antenna (CSWA) with a low profile configuration and a bidirectional asymmetric radiation pattern is proposed. Periodic square patches on a curved dielectric slab are used to support the propagation of the surface waves in the desired direction to obtain an asymmetric radiation pattern. The diffraction of surface waves at the edges of the ground plane generates a bidirectional radiation pattern. The antenna pattern is similar to that of wire inverted F antennas (WIFAs). However, It is low-profile, without aerodynamic drag and without high degree of electromagnetic coupling to the fuselage. In fact, the CSWA eliminates the disadvantages of WIFAs. The proposed conformal surface wave antenna exhibits a great potential for telemetry applications when a bidirectional asymmetric radiation pattern with a low-profile and conformal geometry is desired. The proposed antenna is simulated at 5.8 GHz with commercial CST software and the corresponding impedance bandwidth and gain are, respectively, 7% and 8.8 dBi.
    Keywords: Surface wave antenna, Periodic structures, F, inverse antenna, bidirectional asymmetric radiation pattern
    Abstract View Paper Original: Persian