گونشلی

اهمیت انجام تحقیق:

با توجه به پیشرفت روز افزون تكنولوژی ارتباطات و البته ارتباطات بی سیم، درجه اهمیت شبكه ها، به ویژه شبكه های بی سیم برای عموم و البته دانشگاهیان پر واضح است. اما مطلب مورد بحث درباره  اهمیت انجام این تحقیق، میزان كارایی نتیجه  این پژوهش در مسیر رشد و تعالی نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران است، كه در این مقال بایستی به آن پرداخته شود.

همانطور كه می دانید شبكه  پدافند هوایی كشور C3 از زمان شهید بزرگوارسر لشكر منصور ستاری در مسیر تمركز و هماهنگی بهینه و در واقع نهادینه كردن سیستم C4I و ورود كامپیوتر به این عرصه، قرار گرفته است. در این راستا بر آن شدیم، كه با مطالعه در مورد شبكه های كامپیوتری و ملزومات آنها بستری جهت آمادگی هر چه بیشتر خود و نیز خوانندگان محترم فراهم آوریم؛ كه به توسعه و پیشرفت  در شبكه  پدافند هوایی كشور در آتیه  نزدیك انجامد. (ان شاء ا… ) زیرا كه معتقدیم دست یابی به هر تكنولوژی و پیشرفت در آن، منوط به شناخت پایه ای و بنیادی آن تكنولوژی می باشد. در این بین با توجه به گستردگی قلمرو فضایی كشور و مخارج عظیم ارتباطات باسیم، تكنولوژی شبكه های بی سیم از ملزومات این امر به نظر می رسد؛ كه ما سعی كرده ایم به معرفی آنها بپردازیم امید كه مقبول حق و مطلوب نظر خوانندگان قرار گیرد.

روش انجام تحقیق :

با توجه به اینكه در این پایان نامه به شناخت كلی شبكه های بی سیم و نیز تجزیه وتحلیل ملزومات آنها از جمله آنتن های قابل استفاده در آنها پرداخته شده است، برای انجام این تحقیق از روش موردی و زمینه ای بهره گرفته شده است؛ كه نتیجه می گیریم این تحقیق در سطحی میانی از لحاظ سطح بندی تحقیقات، قرار گرفته است و دیدی بین حال نگر و آینده نگر از نظر زمانی،بر مساله دارد.

جامعه آماری در این مسیر اساتید محترم دانشكده مهندسی كنترل و نیز دانشكده مهندسی  برق  بوده اند.  محیط پژوهش كتابخانه دانشكده های برق و كامپیوتر و نیز كتابخانه دانشكده برق دانشگاه صنعتی  امیر كبیر و نیز كتابخانه  مركزی دانشگاه های صنعتی شریف و تربیت مدرس بوده است.

روش گردآوری اطلاعات نیز بر پایه  ترجمه   متون انگلیسی از كتاب های جدید منتشر شده در این زمینه و نیز نمونه برداری از میان پایان نامه های دانشجویان دانشگاه های یادشده بوده است.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

پیشگفتار                                                                                               ۱

فصل اول                                                                                                                    ۳

طرح تحقیق                                                                                                                 ۳

تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق                                                        ۴

اهمیت انجام تحقیق                                                                                  ۶

اهداف كلی تحقیق                                                                                    ۶

هدف های ویژه  تحقیق                                                                               ۶

روش انجام تحقیق                                                                                     ۷

فصل دوم                                                                                             ۸

مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن                                                                  ۸

۲_۱: تاریخچه                                                                                         ۹

۲_۲: انواع آنتن ها از نظر كاربرد                                                                              ۱۱

الف) آنتن هرتز                                                                                        ۱۱

ب) آنتن ماركنی                                                                                       ۱۱

پ) آنتن شلاقی                                                                                                 ۱۲

ت ) آنتن لوزی ( روبیك)                                                                             ۱۲

ث) آنتن V معكوس                                                                                  ۱۲

ج) آنتن ماكروویو                                                                                      ۱۳

چ) آنتن آستینی                                                                                                ۱۶

ح) آنتن حلزونی                                                                                       ۱۶

ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA                                               ۱۷

۲-۳ : پارامترهای آنتن                                                                                ۱۸

نمودار پرتو افكنی آنتن ها                                                                            ۱۸

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افكنی                                                         ۱۸

نمودار پرتو افكنی سه بعدی و دو بعدی                                                             ۱۹

نمودار پرتو افكنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین                                               ۲۲

نمودار پرتو افكنی آنتن فرستنده و گیرنده                                                                   ۲۲

جهت دهندگی آنتن ها                                                                               ۲۳

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان                                                                 ۲۳

شعاع های فرعی آنتن ها                                                                                       ۲۴

مقاومت پرتو افكنی  آنتن                                                                                      ۲۵

امپدانس ورودی آنتن                                                                                 ۲۵

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها                                                                  ۲۶

طول موثر آنتن                                                                                        ۲۷

پهنای نوار فركانس آنتن ها                                                                           ۲۷

پلاریزاسیون آنتن ها                                                                                  ۲۸

پلاریزاسیون خطی                                                                                     ۲۹

پلاریزاسیون دایره ای                                                                                           ۳۰

پلاریزاسیون بیضوی                                                                                   ۳۰

ساختمان مكانیكی آنتن ها                                                                           ۳۱

اندازه آنتن                                                                                             ۳۱

نصب آنتن ها                                                                                          ۳۱

خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها                                                      ۳۲

رسانا  و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها                                              ۳۳

محافظت آنتن در برابر عوامل جوی                                                                  ۳۴

فصل سوم                                                                                                                  ۳۵

شبكه های كامپیوتری شبكه های بی سیم                                                       ۳۵

۲-۱:سخت افزار شبكه                                                                                ۳۶

۲-۱-۱: شبكه های ﭘخشی(broadcast network)                                            ۳۷

۲-۱-۲: شبكه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                               ۳۷

۲-۱-۳:شبكه های شخصی (personal area network)                                              ۳۷

۲-۱-۴:شبكه های محلی (local area network)                                             ۳۷

۲-۱-۵:شبكة شهری(Mtropolitan  Area Network)                                              ۳۹

۲-۱-۶:شبكة گسترده (Wide Area Network)                                              ۳۹

۲-۱-۷:شبكة بی سیم (wireless network)                                                   ۴۱

۲-۱-۸:شبكة شبكه ها (internetwork)                                                                  ۴۲

۲-۲: نرم افزار شبكه                                                                                  ۴۲

۲-۲-۱:لایة فیزیكی (Physical layer)                                                          ۴۶

۲-۲-۲: زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                                  ۴۶

۲-۲-۳:لایة شبكه                                                                                     ۴۷

۲-۲-۴:لایة انتقال(Transport layer)                                                          ۴۷

۲-۲-۵:لایة كاربرد (Application layer)                                                      ۴۷

۲-۳: شبكه های محلی بی سیم (۸۰۲٫۱۱)                                                         ۴۸

۲-۳-۱: ﭘشتة ﭘروتكل ۸۰۲٫۱۱                                                                       ۴۹

۲-۳-۲: لایة فیزیكی در ۸۰۲٫۱۱                                                                              ۴۹

۲-۴: شبكه های بی سیم باند گسترده                                                              ۵۱

۲-۴-۱: لایة فیزیكی در ۸۰۲٫۱۶                                                                              ۵۲

فصل چهارم                                                                                                               ۵۵

آنتن های هوشمند                                                                                                      ۵۵

 بخش اول                                                                                                                    ۵۶

آنتن های هوشمند در شبكه های بی سیم                                                       ۵۶

تداخل هم كانال                                                                                       ۵۷

اثرات محوشدگی                                                                                                ۵۷

۴_الف_۱: جوانب تكنولوژی سیستم آنتن هوشمند                                                        ۶۰

۴- الف – ۲: مدلهای كانال                                                                            ۶۲

۴-الف-۲-۱:مدل لی Lee s Model                                                              ۶۲

۴-الف- ۲-۲: A Model of Discreteiy Didposed , Uniform set Of Evenly

Spread scatterers                                                                              ۶۳

۴- الف-۲-۳: مدل ماكروسل (Macro cell Model)                                           ۶۴

۴-الف-۲-۴: مدل باند عریض میكروسل (Macrocell Wide Band Model)             ۶۵

۳-الف-۲-۵: Gaussian Wide – sene stionary ,uncorrelated scattering

(GWSSUS)model                                                                              ۶۵

۳-الف-۲-۶: مدل زاویه دریافت گاوسی (Gaussian angle of)                              ۶۶

۴-الف-۲-۷-: مدل كانال با بردار متغیر زمانی (Time –varying-vector channel model)

4-الف-۲-۸: مدل شهری واقعی(typical urban (tu/model))                                       ۶۷

۴-الف-۲-۹: مدل شهری بد(Bad urban (Bu) model)                                     ۶۸

۴_الف_۳:آرایه های هوشمند:آنتن و بهره های مختلف                                           ۶۸

انواع آنتن های هوشمند                                                                              ۷۰

۴-الف-۴:ردیابی وتكنیك های بیم آرایه سوئیچ شده                                              ۷۴

۴-الف –۵: راهبردهای شكل دهی بیم ثابت                                                        ۷۵

۴- الف – ۶: پردازش آرایه از طریق شكل دهی بیم                                                         ۷۶

۴ الف ۶- ۱: الگوریتم های پایه شكل دهی سیگنال                                               ۷۷

۴- الف-۶-۲: تركیب های آرایه ای تنظیمی                                                        ۸۰

 ۴-الف –۶-۳: تركیب آرایه پرتو سوئیچ شده                                                      ۸۱

مثال ۱-۴                                                                                              ۸۵

۴-الف-۷: نكات نتیجه گیری شده                                                                             ۸۸

بخش دوم                                                                                                                     ۸۹

آنتن های آرایه فازی                                                                                                    ۸۹

۴-ب-۱:تاریخچه                                                                                       ۸۹

۴-ب-۲: انواع آرایه ها                                                                                ۸۹

۴-ب-۲-۱: آرایه های خطی (Linear Array)                                                  ۹۰

۴-ب-۲-۲:آرایه های مسطح (Planar Array)                                                  ۹۰

۴-ب-۳: ویژگی های آرایه فازی                                                                     ۹۲

۴-ب-۳-۱: تكنولوژی شیفت دهنده فاز                                                             ۹۲

۴-ب-۳-۲:تكنولوژی شیفت دهنده فاز دی الكتریك ولتاژ متغیر                                 ۹۳

فصل پنجم                                                                                                                  ۹۵

نتیجه و ﭘیشنهاد                                                                                                            ۹۶

منابع                                                                                                    ۹۷

 

فهرست اشكال

عنوان                                                                                                                        صفحه

شكل۲٫۱:آنتنVمعكوس                                                                                      ۱۲

 شكل ۲٫۲ : آنتن های بوقی مستطیلی. الف- بوق قطاعی صفحه H ؛ ب – بوق قطاعی صفحه

 E ؛ ج- بوق هرمی.                                                                                                      ۱۴

شكل ۲٫۳ :  الف- آنتن دو مخروطی نا محدود ؛ ب- آنتن دو مخروطی محدود                             ۱۵

شكل۲٫۴: الف- پرتو تشعشعی یك آنتن دو مخروطی نامحدود ؛ ب- آنتن دیسك و مخروط      ۱۶

شكل ۲٫۵ : آنتن حلزونی                                                                                      ۱۷

شكل ۲٫۶: دستگاه مختصات كروی                                                                   ۱۹

شكل۲٫۷ : نمونه نمودار پرتو افكنی سه بعدی                                                      ۲۰

شكل ۲٫۸: نمودار پرتو افكنی میدان الكتریكی یك آنتن.                                          ۲۱

شكل۲٫۹: ترتیب آنتن ها در تعیین نمودار پرتو افكنی                                                   ۲۲

شكل ۲٫۱۰: نمودار پرتو افكنی یك آنتن عملی.                                                           ۲۴

شكل۲٫۱۱: مدار معادل آنتن از نظر پرتو و تلفات                                                         ۲۶

شكل۲٫۱۲: آنتن متصل به بار و مدار معادل تونن آن؛ الف: آنتن        ب: مدار معادل             ۲۶

شكل۲٫۱۳:آنتن خطی به طول                                                                               ۲۷

شكل۲٫۱۴: وضعیت آنتن فركانس ۳۰ كیلو هرتز                                                         ۳۲

شكل ۱،۳: لایه ها و پروتكل ها و واسطه ها                                                                ۴۴

شكل ۳,۲:انتقال اطلاعات در یك شبكه ۵ لایه                                                            ۴۵

شكل ۳،۳: پشته پروتكل ۸۰۲٫۱۱                                                                           ۴۹

شكل۳,۴:پشته پروتكلی۱۶,۸۰۲                                                                     ۵۱

شكل۳,۵: محیط انتقال در ۸۰۲٫۱۶٫                                                                        ۵۲

شكل ۳,۶: فریم ها و برش های زمانی در روش) TDD(Time Division Duplexing     ۵۴

شكل ۴٫۱: مدل لی (ES انتشار دهنده موثر ؛ MU: ایستگاه پایه ؛ AE عنصر آرایه)             ۶۳

شكل ۴٫۲: یك مجموعه ای انتشار دهنده های یكسان كه بطور یكنواخت و مجزا

 از هم قرار گرفته اند.(ES: انتشار دهنده های موثر، BS: ایستگاه مركزی)                          ۶۴

شكل۴٫۳: مدل میكروسل یك كانال بی سیم (BS: ایستگاه مركزی , MU: واحد متحرك)      ۶۵

شكل ۴٫۴: كانال بی سیم مدل باند عریض محیط میكروسل:

 (MU, BS منطقه بیضی هستند)                                                                         ۶۵

شكل ۴٫۵: مدل كانال بی سیم روی یك پرتو دلخواه از انتشار دهنده های بنا نهاده شده است.

 هر انتشار دهنده یك دسته ای ازانتشار دهنده های كوچكتر است.                                   ۶۶

شكل ۴٫۶: مدل زاویه دریافت گاوسی ویژه یك پرتو یك واحد انتشار دهنده ها:

 انتشار یك سیگنال واحد اصلی است.                                                                      ۶۶

شكل ۴٫۷: مدلRay leighمربوط به محیط همزیستی انتشار دهنده های محلی

 (local scatterer) و انتشاردهنده های اصلی.                                                         ۶۷

شكل ۴٫۸:محیط كانال سمتی شهری بد با یك جفت از پرتوهای اولیه و ثانویه                     ۶۸

شكل۴٫۹: طرح تركیبی اختلافها به صورت انتخابی بر مبنای بیشترین SNR خروجی

 پایه ریزی شده است.                                                                                          ۶۹

شكل ۴٫۱۰: روش تركیب بر مبنای بیشترین درصدSNR                                               ۶۹

شكل ۴٫۱۱: طرح تركیب بر مبنای بهره مساوی: خروجی مطابق با جمع هم فازها

از سیگنال های شاخه آرایه می باشد.                                                                       ۷۰

شكل۴٫۱۲: تركیب آنتن هوشمند و بخشهای كنترل سیگنال مربوطه.                                ۷۲

شكل ۴٫۱۳: مثالی از یك ماتریس Blass: یك ساختار سه عنصره جهت

 تولید سیم كناری عریض. ماتریس                                                                          ۷۵

شكل ۱۴،۴: تكنیك های شكل دهی بیم؛

 (a): روش پایه باند (b).DOA/los: استراتژی مشخص طراحی.                                     ۷۷

شكل ۴٫۱۵: بیم های مستقیم برای یك آنتن هوشمند                                                  ۸۰

شكل ۴٫۱۶: تركیب آرایه سازگار: (a) مدل Applebaum  (b) مدل widrow                  ۸۱

شكل ۴٫۱۷: یك پایه دو بیم ماتریس .Butler BMP#1): بیم شكل یافته با پورت ورودی#۱) ۸۲

شكل:۴٫۱۸ هیبرید چهار گانه ابتدایی ناشی از كاربرد كاربرد یكTجادویی: یك آرایه دو المانه؛

Tجادویی؛ بیم در برابر پورت های بر انگیخته شده؛و مسیر تاخیر  بهبود یافته از بیم پورت ۴٫    ۸۳

شكل ۴٫۱۹:هیبرید چهارگانه تزویج شده بر مبنای راستا(الف):هیبرید تزویج شده پهلویی؛

(ب)هیبرید تزویج شده عمودی؛S:شكاف تزویج شده در فضای حائل بین دو موجبر؛

و،ML:ظرفیت منطبق شده.                                                                                   ۸۴

شكل ۴٫۲۰: تركیب چهار موقعیت در پرتو قابل سوئیچ برای استفاده در

ماتریس Butlar: (ps): شیفت دهنده فاز)                                                               ۸۵

شكل۴٫۲۱ : نمایش نقش هیبریدچهارگانه در ماتریس Butler چهارالمانی:

هیبرید یك اختلاف فاز   درجه را در ارسال عرضه می كند.                                            ۸۶

شكل ۴٫۲۲:پیاده سازی آنتن هوشمند با سوئیچ قابل برنامه ریزی                                     ۸۷

شكل ۴٫۲۳:آرایه خطی.                                                                                        ۹۰

شكل۴٫۲۴: آرایه فازی از نوع مسطح.                                                                        ۹۱

شكل ۴٫۲۵:آرایه مسطح مستطیلی.                                                                         ۹۱

شكل ۴٫۲۶:سوییچ های میكروالكترومكانیكال                                                             ۹۳

شكل ۴٫۲۷:شیفت دهنده ی فاز دی الكتریك ولتاژ متغیر                                              ۹۳

 

دانلود فایل