دانلود در مورد بررسی تاثیر کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر روی ...

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 کلروفیل 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

شکل4-8- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک اندام هوایی گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………. 68

شکل4-9- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک ریشه گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………68

شکل4-10- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در نسبت ریشه به اندام هوایی گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………69

شکل4-11- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در عملکرد دانه گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………………69

جدول 4-7- نتایج تجزیه واریانس تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سدیم، آهن و روی گیاه کلزا…………………………………………..70

جدول 4-8- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان نیتروژن و فسفر گیاه کلزا…………………………………………………………………………..72

شکل 4-12- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان نیتروژن گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………………..73

شکل 4-13- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان فسفر گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………………………73

شکل4-14- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در مقدار پتاسیم اندام هوایی گیاه کلزا……………….74

شکل4-15- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در مقدار سدیم اندام هوایی گیاه کلزا…………………75

شکل4-16- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار پتاسیم اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….76

شکل4-17- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار سدیم اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….76

جدول 4-9- نتایج مقایسه میانگین اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان پتاسیم و سدیم گیاه کلزا…………………………………………………………………………..77

جدول 4-10- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی در میزان عناصر آهن و روی گیاه کلزا………….78

شکل4-18- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار آهن اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….79

شکل4-19- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار عنصر روی اندام هوایی کلزا………………………………………………………………………………………………………………………………………..80

شکل 4-20- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عنصر آهن گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………………..81

شکل 4-21- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عنصر روی گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………….81

شکل 4-22- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در تیمارهای کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در سطوح مشابه چهار درصد و بدون تنش خشکی……………………………………………………………………………………………………………82

شکل 4-23- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در سطوح دو و چهار درصد ورمی کمپوست در شرایط بدون تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..82

شکل 4-24- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در سطوح دو و چهار درصد ورمی کمپوست در شرایط بدون تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

شکل 4-25- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در تیمار چهار درصد کمپوست زباله شهری در سه سطح تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

مقدمه و هدف

یک مطلب دیگر :

نقطه ضعف چیست؟ چرا دانستن آنها برای موفقیت مهم است؟

 مقدمه

دانه های روغنی پس از غلات، دومین منبع غذایی جهان به حساب می آیند. این محصولات علاوه بر دارا بودن ذخایر غنی اسید های چرب، حاوی پروتئین نیز می باشند. کلزا به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان روغنی در سطح جهان مطرح می باشد، به طوری که پس از سویا و نخل روغنی سومین منبع تولید روغن نباتی جهان به شمار می رود. این گیاه روغنی به طور متوسط حاوی 45-40 درصد روغن در دانه می باشد با توجه به نیاز روز افزون به روغن های نباتی و وابستگی شدید کشور در این مورد، لازم است توجه ویژه ای به توسعه و گسترش کشت دانه های روغنی بویژه کلزا مبذول شود (سیاوش و همکاران،1384).

بیش از 90 درصد مصرف روغن خوراکی کشور از طریق واردات تأمین می گردد. گیاه کلزا (مهمترین گونه زراعی مربوط به جنس Brassica) به علت ویزگی هایی از قبیل قابلیت کشت در نقاط مختلف، درصد زیاد و کیفیت مطلوب روغن موجب امیدواری در جهت تأمین و حتی خودکفایی روغن خام مورد نیاز کشور و رهایی از وابستگی می باشد (اصلانی و همکاران ،1384). افزایش تقاضا برای روغن نباتی در بازارهای جهانی و روند افزایش مصرف سرانه آن موجب اهمیت و لزوم توسعه کشت دانه های روغنی و گسترش برنامه های علمی- تحقیقاتی در مورد این محصولات شده است (ابولحسنی وسعیدی، 1385).

به طور کلی افزایش محصول در گرو بکارگیری بهینه نهاده های کشاورزی از جمله کود می باشد. کودهای شیمیایی در ایران نیز از مهمترین نهاده های کشاورزی به حساب می آیند. کودهای شیمیایی یکی از عوامل اصلی افزایش حاصلخیزی خاک می باشند، ولی استفاده بیش از اندازه از آنها به ویژه هنگامی که با عملیات مدیریتی نامناسب مثل سوزاندن بقایای گیاهی همراه شود، میزان ماده آلی خاک را به شدت کاهش می دهد. این موضوع بر روی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک تاثیرگذاشته و امکان فرسایش را در این خاکها افزایش می دهد. استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی با تاثیر روی ساختمان خاک منجر به عدم تعادل در خصوصیات فیزیکی شیمیایی و در نتیجه کاهش جذب عناصر غذایی می گردند (آدلیو^[1] و همکاران، 2010؛ سران^[2] و همکاران، 2010).  امروزه به دلیل افزایش اهمیت مسائل زیست محیطی توجه بیشتری به کودهای زیستی (بیولوژیک) برای جایگزینی کودهای شیمیایی شده است. از آنجا که مدیریت کود از عوامل اصلی در نیل به کشاورزی پایدار محسوب می گردد، لذا جایگزینی تدریجی کودهای شیمیایی خصوصاً کودهای نیتروژنی و فسفاتی با کودهای زیستی به دلیل مزایای نسبی این کودهای و به علاوه ارزانی آنها می تواند بار سنگین یارانه را از دوش دولت برداشته و گامی دیگر در جهت شکوفایی اقتصاد کشور به حساب آید. از طرف دیگر مصرف کودهای زیستی بدون نگرانی از اثرات سوء زیست محیطی غالباً موجب بهبود شرایط فیزیکی- شیمیایی و زیستی خاک ها شده، افزایش حاصلخیزی و باروری اراضی را به دنبال دارند (پیر انوشه و همکاران، 1389).

امروزه بکارگیری روش های زیستی به عنوان طبیعی ترین و مطلوب ترین راه حل برای زنده و فعال نگه داشتن سیستم حیاتی خاک در اراضی کشاورزی مطرح می باشد (درزی و همکاران، 1387). استفاده از اصلاح کننده های آلی مانند کمپوست ها، ابزار موثری برای بهبود خاکدانه سازی، ساختمان خاک، افزایش جمعیت و تنوع میکروبی، افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی در خاک می باشد (آزرمی و همکاران، 2008).

تولید کمپوست می تواند به عنوان یک روش مدیریتی مناسب برای حذف مواد زاید جامد و تبدیل آنها به موادی با ارزش غذایی بالا محسوب شده و به عنوان ابزاری مناسب در کنترل انواع مختلف بقایا و کاهش مصرف کودهای معدنی به محصولات زراعی و افزایش جذب عناصر کم مصرف به وسیله گیاهان تلقی شود. انجام تحقیقات مختلف در این زمینه، برخی از تاثیرات مثبت کمپوست به عنوان کود زیستی را در رشد و بهبود خصوصیات کیفی گیاه نشان داده است (هارگریوز و همکاران، 2008).

روند افزایش مستمر در تقاضا بدلیل رشد روز افزون جمعیت و افزایش قیمت محصولات، کشاورزان را مجبور به کاربرد روش های مدیریتی فشرده کرده که هدف آن افزایش تولید محصولات زراعی است. این شیوه کشاورزی برای جبران کمبود عناصر در خاک، با مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی علاوه بر هزینه بالا، به دلیل بازدهی کم و بر هم زدن تعادل عناصر غذایی خاک می تواند باعث کاهش عملکرد گیاهان زراعی شود. از این رو، سیستم های کشاورزی با نهاده کم به دلیل علاقه فزآینده به حفاظت منابع طبیعی، کاهش تخریب زیست محیطی و افزایش هزینه کودها، بویژه به منظور تولید در کشورهای در حال توسعه مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

بر اساس تجارب ارزنده کشورهای پیشرفته جهان و موفقیت های چشمگیر آنها در زمینه کشت کلزا، پاییزه بودن کشت این گیاه و در نتیجه امکان استفاده از نزولات آسمانی و نیاز کمتر به آبیاری، توصیه شده که کشت کلزا پاییزه (و یا بهاره) در ایران، بر خلاف سایر دانه های روغنی که در بهار کشت می شوند، توجیه پذیر به نظر می رسد. سازگاری کلزا با شرایط متفاوت اقلیمی و خاک به دلیل وجود تیپ های پاییزه و بهاره، عملکرد نسبتاً زیاد این گیاه در مقایسه با سایر محصولات زراعی و همچنین نیاز کشور به تولید دانه های روغنی و وابستگی زیاد به واردات دانه های روغنی علت اصلی روی آوردن به کشت کلزا بعنوان یکی از گیاهان روغنی با درصد بالای روغن است.

با توجه به اهمیت گیاه کلزا در برنامه خودکفایی کشور در زمینه استحصال روغن و همچنین رویکرد جوامع بین المللی به حفاظت از منابع طبیعی در راستای کاهش مصرف کودهای شیمیایی استفاده از کودهای زیستی از جمله کمپوست و ورمی کمپوست می تواند به عنوان ابزاری مفید و کارآمد در کشاورزی پایدار به شمار آید. از این رو هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد دو کود کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست به عنوان کودهای زیستی در بهبود خصوصیات رشد و عملکرد گیاه کلزا در شرایط تنش خشکی بوده است.

اهداف مطالعه

– بررسی اثرات ورمی کمپوست و کمپوست زباله شهری در بهبود شاخص های رشد و عملکرد گیاه کلزا در شرایط تنش خشکی

– تعیین سطوح مناسب مصرف ورمی کمپوست و کود کمپوست زباله شهری به عنوان کودهای زیستی در افزایش رشد و عملکرد گیاه کلزا

دانلود پایان نامه ارشد درباره:کاربرد فیلترهای SAW در مخابرات موبایل و ماهواره

یک مطلب دیگر :

واکنش کودکان به طلاق والدین

ارشد با موضوع آنالیز و شبیه سازی تقویت کننده یک طبقه مایکروویوی سیگنال کوچک ...

-2-1-3 مدارات خط توزیع شده…………………………………………………………………………. 61

-2-3 تطبیق شبکه های مایکروویو 61……………………………………………….. …………………………..

-3-3 تقویت کننده های مایکروویو………………………………………………………………………. 61

-1-3-3 تقویت کننده های مایکروویوی از نظر ساختار……………………………………………… 62

-2-3-3 تقویت کننده های مایکروویوی از نظر ساختار مداری…………………………………….. 62

-3-3-3تقویت کننده های مایکروویوی از نظر عملکرد………………………………………………. 62

-4-3 تقویت کننده یک طبقه مایکروویوی……………………………………………………………… 65

-5-3 مدل سیگنال کوچک 67………………………………………………………………….. MESFET

-1-5-3اندوکتانس های پارازیتیک 67………………………………………………… …………………………..

-2-5-3 مقاومت های پارازیتیک………………………………………………………………………….. 68

-3-5-3خازن های درونی…………………………………………………………………………………… 68

-4-5-3مقاومت با ر69………………………………………………………………………………………. R_i

-5-5-3ضریب هدایت متقابل……………………………………………………………………………… 69

-6-5-3زمان گذر…………………………………………………………………………………………….. 69

-7-5-3مقاومت خروجی…………………………………………………………………………………… .70

فصل چهارم : طراحی و شبیه سازی تقویت کننده

-1-4 طراحی تقویت کننده سیگنال کوچک…………………………………………………………… 73

-1-1-4 شبکه تطبیق خروجی…………………………………………………………………………… 76

-2-1-4 شبکه تطبیق ورودی…………………………………………………………………………….. 77

-2-4 مشخصات خط مایکرواستریپ 78………………………………………………. …………………………..

-3-4 مشخصات شبکه FDTD در شبیه سازی……………………………………………………….. 80

-4-4 مدل سازی عنصر فعال……………………………………………………………………………… 80

-1-4-4 مدل منبع جریان…………………………………………………………………………………. 85

-2-4-4 مدل منبع ولتاژ……………………………………………………………………………………. 89

-5-4 محاسبه پارامترهای 92……………………………………………………………………………….. S

-6-4 پروسه شبیه سازی…………………………………………………………………………………… 94

نتیجه…………………………………………………………………………………………………………… 100

پیوست…………………………………………………………………………………………………………. 101

منابع و ماخذ………………………………………………………………………………………………… . 102

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………… 106

فهرست شکل ها

:1-1 یک در میان قرار گرفتن میـدان های E و H از نظر زمـانی و مکانی در فرمـــول بندی

10……………………………………………………………………………………………………….. FDTD

:2-1 سلول 15……………………………………………………………………………………………… yee

:1-2 منبع ولتاژ مقاومتی که در جهت z مثبت قرار گرفته است…………………………………. 31

:2-2 مدار مربوط به عنصر فشرده که در چندین سلول yee واقع شده است………………….. ..35

:3-2 مدل کردن ترانزیستور در شبکه 41………………………………………………………… FDTD

:4-2 دید فوقانی نیمی از ساختار 45…………………………………………………. GaAs MESFET

:5-2 تقویت کننده ترانزیستور GaAs و شبکه تطبیق……………………………………………….. 46

:6-2 ^{شبکه تطبیق ورودی}………………………………………………………………………….. 47
:7-2 کوپلینگ در 47……………………………………………………………………. GaAs MESFET

:8-2 شبکه تطبیق خروجی 47………………………………………………………… …………………………..

:9-2 صفحه اکتیو ABCD در انتهای خط مایکرواستریپ……………………………………………. 50

:10-2 نمایش مدار معادل لبه های سلول (i, j) در شبکه 51………………………………… FDTD

:11-2 شبکه اکتیو و ختم شدگی آن به جریان دستگاه……………………………………………. 52

:12-2 مدار معادل سلول 52………………………………………………………………………… FDTD

:1-3 عملکرد سیگنال کوچک تقویت کننده 64……………………………………. …………………………..

:2-3 عملکرد سیگنال بزرگ تقویت کننده…………………………………………………………….. 64

:3-3 نمای کلی تقویت کننده یک طبقه……………………………………………………………… ..65

:4-3 تقویت کننده در این پایان نامه……………………………………………………………………. 66

:5-3 مدل 16 عنصری سیگنال کوچک 70………………………………………………….. MESFET

:6-3 ناحیه تخلیه زیر گیت……………………………………………………………………………….. 71

:1-4 تقویـت کننده مایکــروویوی شبیه سازی شـده در این پایان نامـه با استفـاده از

MESFET مایکروویوی 77………………………………………………………………………….. js8851

:2-4 مقادیر S اندازه گیری شده با استفاده از نرم افزار مایکروویو آفیس………………………… 78

:3-4 خط مایکرواستریپ 79……………………………………………………………. …………………………..

:4-4 (الف) قرار گرفتن منابع معادل جریان در روش معادل نرتن. (ب) مدار معادل فرم انتگرالی

قانون آمپر 81……………………………………………………………………………… …………………………..

:5-4 (ج) قرار گرفتن منـابع ولتاژ معادل در روش معـادل تونن. (د) مدار معـادل فرم انتگرالی

قانون فاراد…………………………………………………………………………………………………….. 82

:6-4 پارامترهای S به دست آمده حاصل از شبیه سازی 85……………………… …………………………..

:7-4 مدل منبع جریان معادل……………………………………………………………………………. 86

:8-4 منبع ولتاژ معادل…………………………………………………………………………………….. 89

:9-4 پارامترهای S به دست آمده با استفاده از روش منبع ولتاژ معادل………………………….. 96

:10-4 پارامترهای S به دست آمده با استفاده از روش منبع جریان معادل……………………… 97

:11-4 پارامترهای S حاصل شده از شبیه سازی در حوزه فرکانس با استفاده از 98……… MWO

چکیده                                                                                                                              _١

چکیده:

^{در این پایان نامه از روش} FDTD جهت شبیه سازی و آنالیز یک تقویت کننده مایکروویوی در فرکانس

10GHz، استفاده شده است.  این تقویت کننده شامل منبع AC ، مدارات تطبیق ورودی و خروجی و

یک MESFET مایکروویوی JS8851 به عنوان دستگاه اکتیو می باشد.  روش منابع جریان و منابع ولتاژ

معادل جهت مدل کردن عنصر فعال به کار رفته اند و با توجه به مدل سیگنال کوچک MESFET و

معادلات حالت مربوطه، شبیه سازی تمام موج با استفاده از روش FDTD انجام می شود و میدان های

الکتریکی و مغناطیسی در صفحات فعال به روز می شوند.  در نهایت پارامترهای اسکترینگ تقویت کننده

با استفاده از تبدیل فوریه پاسخ زمانی به دست می آیند.  نتایج حاصل از شبیه سازی با دو روش معادل

ولتاژ و جریان با یکدیگر مقایسه شده اند.  از آن جایی که این دو روش دوگان یکدیگرند توافق خوبی با

یکدیگر دارند.  این نتایج با نتایج به دست آمده از روش فرکانسی با نرم افزار مایکروویوآفیس نیز مقایسه

شده اند.

مقدمه

روش های عددی ابزاری بسیار مفید در شبیه سازی مسائل الکترومغناطیسی هستند.  از این رو می توان

به روش ممان، روش عنصر محدود و روش تفاضلات محدود در حوزة زمان به عنوان مهم ترین این روش

ها اشاره کرد.  روش عددی FDTD به دلیل قابلیت آن در شبیه سازی انواع شکل های پیچیده، بدون

نیاز به حل ماتریس های بزرگ، معادلات غیر خطی و معادلات انتگرالی پیچیده، نسبت به سایر روش

های ذکر شده از مزایایی برخوردار است.  همچنین با استفاده از این روش می توان با یک بار اجرای

برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت بررسی را در باند وسیعی در اختیار داشت.

فصل اول :

معرفی روش FDTD

فصل اول: معرفی روش FDTD
مقدمه:

روش های عددی ابزاری بسیار مفید در شبیه سازی مسائل الکترومغناطیسی هستند. از این رو می توان

به روش ممان، روش عنصر محدود و روش تفاضلات محدود در حوزة زمان به عنوان مهم ترین این روش

ها اشاره کرد. روش عددی ¹ FDTD به دلیل قابلیت آن در شبیه سازی انواع شکل های پیچیده، بدون

نیاز به حل ماتریس های بزرگ، معادلات غیر خطی و معادلات انتگرالی پیچیده، نسبت به سایر روش

های ذکر شده از مزایایی برخوردار است. همچنین با استفاده از این روش می توان با یک بار اجرای

برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت بررسی را در باند وسیعی در اختیار داشت. به طور کلی می توان با

یک بار اجرای برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت بررسی را در اختیار داشت. به طور کلی می توان به

مزایای این روش نسبت به سایر روش های عددی اینچنین اشاره کرد.

١- این روش نیاز به حل معادلات انتگرالی ندارد و مسائل پیچیده بدون نیاز به معکوس سازی

ماتریس های بزرگ قابل حل هستند.

٢- این روش برای استفاده در ساختارهای پیچیده، غیر همگن هادی یا دی الکتریک ساده است،

زیرا مقادیر ε، μ و σ در هر نقطه از شبکه قابل تعریف است.

٣- نتایج حوزه فرکانس با استفاده از نتایج حوزه زمان بسیار ساده تر از روش معکوس گیری از

ماتریس به دست می آیند. بنابراین نتایج باند وسیع فرکانسی به راحتی محاسبه می شوند.

٤- این روش موجب استفاده از حافظه به صورت ترتیبی می شود.

اما این روش دارای معایبی نیز هست که عبارتند از:

١- مش بندی اجسام پیچیده دشوار است.

٢- از آن جایی که شبکه به شکل چهار گوش است، مسائل با سطوح منحنی را در بر نمی گیرد و

در مدل سازی آن با این روش با خطا مواجه خواهیم شد.

٣- در الگوریتم های تفاضل محدود، مقادیر میدان ها فقط در گره های شبکه مشخص است.

٤- برای دست یابی به دقت بالا در محاسبات، نیاز به اجرای برنامه در تعداد گام زمانی زیاد است که

سبب کندتر شدن اجرای برنامه می شود.

چند دلیل افزایش علاقه مندی به استفاده از FDTD و روش های حل محاسباتی مربوطه اش برای

یک مطلب دیگر :

بهترین روش مسواک زدن چیست؟

معادلات ماکسول وجود دارد.

FDTD -1  از جبر غیر خطی استفاده می کند. با یک محاسبه کاملاً ساده، FDTD از مشکلات جبر

خطی که اندازة معادله انتگرالی حوزة فرکانس و مدل های الکترومغناطیسی عنصر محدود را به کمتر

از 10⁶ میدان نامشخص الکترومغناطیسی محدود می کند؛ اجتناب می کند. مدل های FDTD با 10⁹

میدان ناشناخته، اجرا می شوند.

FDTD -2 دقیق و عملی می باشد. منابع خطا در محاسبات FDTD به خوبی شناخته شده اند و این

خطاها می توانند محدود شوند به گونه ای که مدل های دقیقی را برای انواع مسائل عکس العمل موج

الکترومغناطیسی فراهم کنند.

FDTD -3 طبیعتاً رفتار ضربه ای دارد. تکنیک حوزة زمان باعث می شود تا FDTD به طور مستقیم

پاسخ ضربه یک سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه کند. بنابراین شبیه سازی FDTD می تواند شکل

موج های زمانی بسیار پهن باند یا پاسخ های پایدار سینوسی را در هر فرکانسی در طیف تحریک فراهم

کند.

FDTD -4 طبیعتاً رفتار غیر خطی دارد. با استفاده از تکنیک حوزة زمان، FDTD پاسخ غیر خطی یک

سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه می کند.

FDTD -5 یک روش سیستماتیک می باشد. با FDTD می توان به جای استفاده از معادلات انتگرالی

پیچیده از تولید مش برای مشخص کردن مدل یک ساختار جدید استفاده نمود. به عنوان مثال FDTD

نیازی به محاسبه توابع گرین مربوط به ساختار مورد نظر ندارد.

-6 ظرفیت حافظه کامپیوتر به سرعت در حال افزایش است. در حالی که این روش به طور مثبت تمام

تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد، این از مزیت های روش FDTD است که گسسته سازی

مکانی را روی یک حجم انجام می دهد، بنابراین نیاز به RAM بسیار زیادی دارد.

-7 توانایی مصور سازی کامپیوترها به سرعت در حال افزایش است. در حالی که این روش به طور مثبت

تمام تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد. این از مزیت های روش FDTD است که آرایه گام

های زمانی از مقادیر میدان را برای استفاده در ویدئو های رنگی برای نمایش حرکت میدان مناسب می

سازد.

-1-1 تاریخچه تکنیکFDTD  در معادلات ماکسول

جدول زیر بعضی از نشریات اصلی در این زمینه لیست شده اند که با مقاله Yee آغاز شده است.

بخشی از تاریخچه تکنیک FDTD برای معادلات ماکسول:

Yee :1966 اساس تکنیک عددی FDTD را برای حل معادلات کرل ماکسول در حوزة زمان و بر روی

شبکه مکانی مطرح کرد.

Taflove :1975 و Brodwin ملاک پایداری عددی را برای الگوریتم Yee و اولین روش FDTD حالت

پایدار سینوسی را از موج الکترومغناطیسی 2 و 3 بعدی در ساختار ماده را تشکیل دادند.

Holland :1977 و Kunz و Lee الگوریتم Yeeرا در مسائل EMP به کار بردند.

1891:    Mur شرط مرزی جذب ABC مرتبه اول و دوم را برای شبکه Yeeبه کار برد.

Choi : 1986 و Hoeffer شبیه سازی FDTD از ساختارهای موجبری را ارائه دادند.

Sullivan :1988  اولین مدل FDTD سه بعدی از جذب موج الکترومغناطیسی توسط بدن انسان را

ارائه داد.

:1988 مدل FDTD یک مایکرواستریپ توسط Zhing ارائه شد.

:1990-91 مدل FDTD از پرمیتیویتی دی الکتریک وابسته به فرکانس توسط Kashiva و Luebbers

و Joseph ارائه شد.

:1992 مدل FDTD از عناصر مداری الکترونیکی فشرده در دو بعد به وسیله Sui بیان شد.

Berenger :1994 شرط مرزی جذب ¹ PML را برای شبکه های FDTD دو بعدی مطرح کرد که به

دانلود ارشد طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ

فهرست عناوین
عنوان	صفحه
چکیده	1
فصل اول : مقدمه	2
.1-0 مقدمه	3
.1-1 مدارات مایکروویو	3
.1-1-1 عناصر مداری مایکروویو	4
.1-1-2 تطبیق در شبکه های مایکروویو	5
فصل دوم : اصول طراحی تقویت کننده های ترانزیستوری مایکروویو	7
.2-0 مقدمه	8
.2-1 پارامتر S	8
.2-2 خواص پارامتر S	10
.2-3 قوانین جریان سیگنال میسون	11
.2-4 معادلات بهره	13
.2-5 پایداری	16
.2-6 دوایر بهره ثایت	23
.2-7 دوایر بهره توان	27
.2-7-1 دوایره بهره توان عملی	27
.2-7-2 دوایره بهره توان در دسترس	30
.2-8 دوایر VSWR ثابت	31
.2-9 دایره های عدد نویز ثابت	33
فصل سوم : شبکه های تطبیق امپدانس	43
.3-0 مقدمه	44
.3-1 طراحی شبکه های تطبیق مایکرواستریپ	44
فصل چهارم : طراحی تقویت کننده های سیگنال کوچک	53
.4-0 مقدمه	54
.4-1 مدارات بایاس	56
.4-1-1 مدارات بایاس dc برای GaAs MESFET مایکروویو	56
.4-1-2 مدارات بایاس dc برای ترانزیستور های سیلیکون مایکروویو	60
.4-1-3 طراحی مدارات بایاس	64
فصل پنجم : طراحی خطوط نواری و تقویت کننده های خط نواری مایکروویو	66

عنوان	صفحه
.5-0 مقدمه	67
.5-1 خطوط ریز نوار	67
.5-1-1 زمینه های دی الکتریک	68
.5-1-2 امپدانس مشخصه	69
.5-2 افت در خطوط ریز نوار	71
.5-2-1 افت دی الکتریک	72
.5-2-2 افت اهمی	74
.5-2-3 افت تشعشی	76
فصل ششم : طراحی وشبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ	78
.6-0 مقدمه	79
.6-1 کوپلر لانژ	79
.6-1-1 معادلات اساسی کوپلر های لانژ	80
.6-1-2 طراحی کوپلر لانژ 3dB باند X	86
.6-1-3 نتایج شبیه سازی شده کوپلر لانژ	90
.6-2-1 تقویت کننده های متعادل	92
.6-2-2 طراحی تقویت کننده متعادل باند X	95
.6-3 طراحی شبکه های تطبیق ورودی و خروجی	97
.6-3-1 طراحی تقویت کننده های کم نویز	97
طراحی شماره 1	98
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره 1	106
طراحی شماره 2	108
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره 2	115
طراحی شماره 3	117
نتایج شبیه سازی شده طراحی شماره 3	124
.6-3-2 طراحی تقویت کنندة پهن باند	138
.6-3-2-1 تحلیل روش های تطبیق جبران شده	132
.6-3-2-2 روش لیائو در طراحی تقویت کننده پهن باند	134
نتیجه گیری	140
منابع	141
پیوست : کاتالوگ ترانزیستور FHX04LG	142

فهرست جدول ها

عنوان		صفحه
جدول 1-2-1طبقه بندی تقویت کننده های مایکروویو		6
جدول 2-9-1	مقادیر مربوط به دایره های نویز	41
جدول 4-0-1	نقاط کار مجاز GaAs MESFET مایکروویو	55

فهرست شکل ها

عنوان	صفحه
شکل 2-2-2 پارامترهای S شبکه دو قطبی	9
شکل 2-3-1 شبکه دو پورتی	11
شکل 2-3-2 جریان سیگنال	11
شکل 1-4-1 تعریف توانها	13
شکل 2-5-1 پایداری شبکه های دو پورتی	17
شکل 2-5-2 ساختار دوایر پایداری در نمودار اسمیت	19
شکل 2-5-3 نواحی پایداری و ناپایداری در صفحه ΓL	20
شکل 2-6-1 بلوک دیاگرام بهره توان انتقالی یکطرفه	23
شکل 2-8-1 قسمت ورودی تقویت کننده مایکروویو	31
شکل 2-9-1 شبکه با مشخصه نویز	34
شکل 2-9-2 خط انتقال با مشخصه تضعیف	35
شکل 2-9-3 اجزای شبکه دو طبقه	35
شکل 2-9-4 مدار معادل شبکه دو طبقه	36
شکل 2-9-5 سیستم گیرنده محلی	37
شکل 2-2-6 اجزاء ترکیبی شبکه با نویز پایین	38
شکل2-9-7 دایره های عدد نویز	42
شکل 3-0-1 بلوک دیاگرام یک تقویت کننده مایکروویو	44
شکل 3-0-2 شبکه های تطبیق	45
شکل 3-1-1 ساختار یک مدار تطبیق	45
شکل 3-1-2a شبکه تطبیق	46
شکل 3-1-2b تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت	47
شکل 3-1-2c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت	48
شکل 3-1-3a شبکه تطبیق	49
شکل 3-1-3b تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت	50
شکل 3-1-3c تحقیق شبکه تطبیق بر روی نمودار اسمیت	51
شکل 3-1-4 شبکه تطبیق	50
شکل 4-0-1 عملکرد سیگنال کوچک تقویت کننده مایکروویو	54
شکل 4-0-2 عملکرد سیگنال بزرگ تقویت کننده مایکروویو	55

عنوان									صفحه
شکل 4-1-1 تغذیه توان دو قطبی									57
شکل 4 -1-2 a تغذیه توان مثبت									58
شکل 4-1-2b تغذیه توان منفی									58
شکل 4-1-3 تغذیه توان تک قطبی									59
شکل 4-1-4 یک مدار بایاس dc فعال									60
شکل 4-1-5 مدار بایاس dc فعال									63
شکل 4-1-6 نقاط کار ترانزیستور مایکروویو									65
شکل 5-1-1 ساختمان یک خط ریز نوار									68
شکل 5-1-2 ، امپدانس مشخصه یک خط ریز نوار									70
شکل 6-1-1 نمایه کوپلر لانج									80
شکل 5-1-3 رابطه بین		S		,		W		با ادمیتانس زوج وفرد	83
		d				d			84
شکل 5-1-4 تفاضل فاز بین پورت های خروجی کوپلر لانج
شکل 6-1-5 کوپلر لانژ زیر تزویج									84
شکل 6-1-6 کوپلر لانژ بالای تزویج									85
شکل 6-1-7 رابطه بین	S		,			W	با ادمیتانس زوج وفرد		88
		d				d			89
شکل 6-1-8 اندازه های پارامتریک کوپلر لانژ طراحی شده
شکل 6-1-9 نمایه طراحی کوپلر									89
شکل 6-1-10 اندازه گیر ی های توان پورت ها									90
شکل 6-1-11 اندازه فاز در پورت های خروجی									90
شکل 6-1-12 توان ارسالی در پورت های خروجی									91
شکل 6-1-13 توان برگشتی در پورت ورودی و پورت ایزوله									91
شکل .6-2-1 تقویت کننده متعادل با پیوننده های لانژ									92
شکل 6-2-2 تقویت کننده متعادل بهمراه شبکه تطبیق									94
شکل 6-2-3 تقویت کننده متعادل با هایبرید 90 درجه									96
شکل 6-3-1 دایره های بهره توان و دایره نویز بر روی نمودار اسمیت طرح شماره1									102
شکل 6-2-2 تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت									103
شکل 6-3-3 تحقیق شبکه تطبیق ورودی با استفاده از نمودار اسمیت									104
شکل 6-3-4 شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی									105
شکل 6-3-5 پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل طرح شماره 1									106

یک مطلب دیگر :

دانلود پایان نامه درباره قانون نمونه، قواعد آمره

عنوان		صفحه
شکل 6-3-6 برسی معیار بهره برای تقویت کننده معمولی و متعادل		107
شکل 6-3-7 برسی معیارنویز برای تقویت کننده معمولی و متعادل		107
شکل 6-3-7 دایره های بهره توان و دایره نویز بر روی نمودار اسمیت طرح شماره2		110
شکل 6-3-8 تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت		112
شکل 5-3-9 تحقیق شبکه تطبیق ورودی با استفاده از نمودار اسمیت		113
شکل 6-3-10 شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی		114
شکل 6-3-11 پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل		115
شکل 6-3-12 بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل		116
شکل 6-3-13 دایره بهره توان خروجی بر روی نمودار اسمیت طرح شماره3		120
شکل 6-3-14 تحقیق شبکه تطبیق خروجی با استفاده از نمودار اسمیت		122
شکل 6-3-15 شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی		124
شکل 6-3-16 طرح تقویت کننده متعادل با استفاده از کوپلر لانژ		125
شکل 6-3-17 پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل		125
شکل 6-3-18 بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل		126
شکل 6-3-19 توان برگشتی در پورت های ورودی و پورت خروجی		126
شکل 6-3-20 میزان VSWR در ورودی تقویت کننده معمولی و متعادل		127
شکل 6-3-21 میزان VSWR در خروجی تقویت کننده معمولی و متعادل		127
شکل 6-3-22	معیار توان تقویت کننده معمولی	128
شکل 6-3-23	معیار توان تقویت کننده متعادل با استفاده از کوپلر لانژ	129
شکل 6-3-24 نمودار مربوط به توان خروجی به ازای توان ورودی		129
شکل 6-3-25 نمودارهای کلی مربوط به تقویت کننده متعادل باند X طرح نهایی		130
شکل 6-3-26 دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق ورودی		136
شکل 6-3-27 دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق خروجی		137
شکل 6-3-28 شماتیک تقویت کننده متعادل طراحی شده با روش لیائو		138
شکل 6-3-29	مشخصه گین مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو	139
شکل 6-3-30 مشخصه نویز مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو		139

چکیده

طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با استفاده از کوپلر لانژ

با توجه به اهمیت ویژه تقویت کننده های نویز پایین در صنایع مخابرات نظامی و تجاری موجب پیشرفت تکنولوژی ساخت نیمه هادی GaAs MEFET و همچنین ارائه طرح های نوین در صنعت ساخت شده است. در این پروژه با استفاده از ترانزیستور HFX04LG ساخت شرکت Fujitsu مراحل طراحی تقویت کننده متعادل ، نویز پایین در باند X انجام می گیرد. LNA طراحی شده در محدوده فرکانسی 8~12GHz و جهت دستیابی به بهره 10dB و عدد نویز کمتر از 1/5dB

می باشد. از کوپلر لانژ برای متعادل طراحی شدن تقویت کننده بهره گرفته شده است که مشخصه های کوپلر لانژ در باند مورد نظر طراحی شده است. طراحی تقویت کننده پهن باند از روش های تطبیق جبران شده صورت می گیرد که در نهایت نتایج آنالیز وشبیه سازی با استفاده از نرم افزار Microwave Office ارائه خواهد شد.

فصل اول

.1-0 مقدمه :

در این پایان نامه روند طراحی یک تقویت کننده متعادل با نویز پایین در باندX دنبال خواهد شده ، این پروژه شامل دارای چندین ویژگی منحصر به فرد و توام را شامل می شود که عبارتند از :

1. طراحی تقویت کننده با ویژگی نویز پذیری پایین .

2. طراحی تقویت کننده با ویژگی پهنای باند وسیع .

3. طراحی تقویت کننده متعادل برای حصول بهره متوسط در باند وسیع .

توام بودن ویژگی های فوق در یک مدار تقویت کننده مایکروویو مستلزم طراحی مرحله به مرحله و استفاده از تکنیک های روتین طراحی و در نهایت جهت بهینه سازی پاسخ طراحی بدست آوردن ترکیب مناسبی از نمونه های طراحی می باشد .

.1-1   مدارات مایکروویو

فرکانس های مایکروویو بصورت قراردادی به فرکانس های 1 تا300GHz اطلاق می گردد یا به عبارت دیگر طول موج های رنج میکرون از نواحی مادون قرمز و نور مرئی را در خود دارد. با توجه به استاندارد

سازی انجام گرفته توسط IEEE یک مقیاس بندی در فرکانس های مایکروویو صورت گرفته است و

بعنوان نمونه در این پروژه هدف طراحی در باند X می باشد یعنی در رنج فرکانسی 8~12GHz

طراحی انجام می گیرد .

با پیشرفت تکنولوژی رویکردی در تجهیزات مایکروویو انجام گرفته و استفاده از موجبرها ، خطوط هم محور یا خطوط نواری جای خود را به مدارات مجتمع در فرکانس های مایکروویو داده است که در اینجا به سه دسته از آن اشاره خواهیم کرد :

-1   مدارات مایکروویو گسسته. (MDCs) ¹  یک مدار گسسته شامل عناصر جداگانه ای است که

توسط سیم های هادی به هم وصل می شوند. مدارات گسسته همچنان در سیستم های مایکروویو پرتوان بسیار مفید هستند .

-2   مدارت مجتمع مایکروویو یکپارچه. (MMICs) ²  یک مدار مجتمع مایکروویو یکپارچه

متشکل از یک تراشه بلور نیمه هادی واحد است که همه عناصر اکتیو و پسیو و اجزاء اتصالات بر روی آن ساخته و پرداخته می شوند. معمولاً در سیستم های ماهواره ای و رادار هواپیمایی که در آنها به تعداد زیادی مدار مشابه وجود دارد ، کاربرد دارد.

دانلود ارشد بررسی و شبیه سازی یک رادار مولتی PRF با فرکانس 50KHz برای برد ...

عنوان			صفحه
فصل سوم
رادارهای پالسی و ابهامات
۳-۱) رادارهای پالسی و مقایسه بین انواع آن………………………………….			۶۵
۳-۲) ابهامات در برد وداپلر…………………………………………………			۷۶
۳-۳) رفع ابهام رنج…………………………………………………………			۰۷
۳-۴) رفع ابهام داپلر………………………………………………………..			۲۷
۳-۵) عملیاتی کردن تئوری………………………………………………….			۵۷
۳-۵-۱) نحوه آشکارسازی…………………………………………………..			۷۷
۳-۵-۲) جمع پذیری………………………………………………………..			۲۹
۳-۵-۳) الگوریتم دیجیتالی برای آشکارسازی برد هدف……………………….		۰۰۱
نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری……………………………………………………………….		۰۱۱
پیوستها( برنامه های ………………………………………….(MATLAB		۲۱۱
منابع و مآخذ
منابع فارسی……………………………………………………………….		۴۲۱
مانبع غیر فارسی…………………………………………………………..		۵۲۱
چکیده انگلیسی…………………………………………………………….		۶۲۱

فهرست جدول ها

عنوان		صفحه
جدول ۱-۱. نسبت سیگنال به نویز واحتمال آشکارسازی و احتمال خطاﺀ………………….		۶۱
جدول ۱-۲. مثالی از سطح مقطعهای راداری در فرکانس ماکروویو……………………………		۳۲
جدول ۳-۱. مقایسه رادارهای با PRFهای مختلف و ابهامات آنها………………………………		۴۶
جدول ۳-۲. محاسبه داپلر واقعی از روی داپلرهای مبهم………………………………………		۴۷
جدول ۳-۳. مقادیر بدست آمده از معادلات ۳-۶۱برای برد ……………………………70Km		۱۸
جدول ۳-۴. مقادیر بدست آمده از معادلات ۳-۶۱برای برد ……………………………20Km		۶۸
جدول۳-۵. مقایسه مدلهای مختلف TMSها از نظر سرعت و مقدار حافظه هایشان……………..		۳۰۱
جدول۳-۶. حجم محاسبات برای یک بافر…………………………………………………..		۴۰۱

فهرست شکلها

عنوان		صفحه
شکل ۱-۱. سیگنال دریافتی در مجاورت نویز…………………………………………………		۳
شکل۱-۲. آشکار ساز پوش………………………………………………………………….		۸
شکل ۱-۳. پوش خروجی گیرنده برای تشریح آﮊیرهای غلط در اثر نویز……………………….		۰۱
شکل ۱-۴. زمان متوسط بین آﮊیرهای غلط بر حسب سطح آستانه V وپهنای باند گیرنده………. B		۱۱
شکل۱-۵. تابع چگالی احتمال برای نویز به تنهایی و سیگنال همراه با نویز……………………..		۴۱
شکل ۱-۶. احتمال آشکارسازی یک سیگنال سینوسی آغشته به نویز…………………………….		۵۱
شکل۱-۷. تلفات جمع بندی بر حسب تعداد پالسها……………………………………………….		۸۱
شکل۱-۸. احتمال آشکار سازی بر حسب سیگنال به نویز واحتمال خطاﺀ …………………..10−9		۰۲
شکل۱-۹. سطح مقطع راداری کره ای به شعاع a و طول موج …………………………….. λ		۲۲
شکل۱-۰۱. نسبت سیگنال به نویز دریافتی بر حسب برد هدف………………………………….		۳۲
شکل۱-۱۱. انعکاس با زمان حدود چند پریود وابهام در فاصله………………………………….		۸۲
شکل۱-۲۱. مقدار نسبت سیگنال به نویزبر حسب برد هدف…………………………………….		۹۲
شکل ۲-۱. بلاک دیاگرام یک رادار پالسی ساده……………………………………………….		۲۳
شکل ۲-۲. قطار پالسهای ارسالی و دریافتی…………………………………………………..		۲۳
شکل ۲-۳. توضیح فاصله مبهم………………………………………………………………		۴۳
شکل ۲-۴. تحلیل اهداف در راستای عمود و افق………………………………………………		۵۳
شکل ۲-۵. .aدو هدف غیر قابل تفکیک .b دو هدف قابل تفکیک………………………………		۷۳
شکل ۲-۶. تاثیر هدف متحرک در جبهه موج همفاز ارسالی……………………………………		۹۳
شکل ۲-۷. شرح چگونگی فشردگی یک هدف متحرک برای یک پالس تنها………………………		۰۴
شکل ۲-۸. شرح چگونگی تاثیرات هدف متحرک بر روی پالسهای رادار………………………..		۱۴
شکل ۲-۹. فرکانس دریافتی یک رادار مربوط به اهداف دور و نزدیک شونده………………..		….۳۴
شکل ۲-۰۱. نمایه سه هدف با سرعتهای برابر ولی سرعتهای شعاعی متفاوت…………………….		۳۴
شکل ۲-۱۱. سرعت شعاعی متناسب است با زاویه هدف در راستاهای عمود وافق…………………		۴۴
شکل ۲-۲۱. خروجی حاصله از برنامه lprf_req.m برای سه مقدار از ……………………… np		۷۴
شکل ۲-۳۱. نمودار نسبت سیگنال به نویز به ازاﺀ تعداد پالسهای همزمان………………………..		۸۴
شکل ۲-۴۱. نمودار سیگنال به نویز بر حسب برد برای رادار ……………………… HighPRF		۰۵
شکل ۲-۵۱. شمای پترن یک آنتن بسیار ساده شده……………………………………………..		۲۵
شکل ۲-۶۱. تلفات فروپاشی………………………………………………………………….		۴۵
شکل ۳-۱. مقایسه فاصله هامونیکها در LPRF و ……………………………………HPRF		۹۵

عنوان		صفحه
شکل ۳-۲. مقایسه بین تعداد پاسهای دریافتی درLPRFو………………………………HPRF		۰۶
شکل ۳-۳. نحوه تاثیر فیلترهای MTI بر روی کلاتر دریافتی…………………………………		۳۶
شکل ۳-۴. بلاک دیاگرام یک رادار پالسی…………………………………………………..		۵۶
شکل ۳-۵. نمودار توان بر حسب فرکانس برای قسمت های مختلف یک رادار………………….		۶۶
شکل ۳-۶. پاسخ فرکانسی سیگنال ارسالی با مد نظر قرار دادن ………………………….PRF		۸۶
شکل ۳-۷. طیف فرکانسی سیگنالهای فرستاده شده و دریافتی و بانک فیلترها…………………..		۹۶
شکل ۳-۸. رفع ابهام در برد……………………………………………………………….		۱۷
شکل ۳-۹. برگشتیهای حاصل از PRF3 و PRF1 برای برد …………………………70Km		۲۸
شکل ۳-۰۱. نمایی از برگشتیها در خلال PRF1 برای برد ……………………………70Km		۲۸
شکل ۳-۱۱. مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال PRF برای برد …………………..70Km		۳۸
شکل ۳-۲۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی………………………..		۴۸
شکل ۳-۳۱. برگشتیهای حاصل در خلال ارسال PRF1 برای برد ……………………..20Km		۶۸
شکل ۳-۴۱. برگشتیها در خلالPRF1 و فاصله از آخرین پالس ارسالی در برد……………20Km		۷۸
شکل ۳-۵۱.  مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال ……………………………..PRF1,2,3		۷۸
شکل ۳-۶۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی مقایسه پالسها…………….		۸۸
شکل ۳-۷۱. نحوه استفاده از توان بالای ارسالی و دریافتی دریک رادار…………………MPRF		۰۹
شکل ۳-۸۱. بهبود سیگنال به نویز با کمک تعداد زیاد پالسهای دریافتی…………………………		۱۹
شکل ۳-۹۱.  بهبود در پاسخ با استفاده از Integration به ازای۶ و ۲۱ بار تجمع………………		۳۹
شکل ۳-۰۲. تاثیر جمع پذیری همفاز بر روی سیگنالهای برگشتی در۰۱ مرتبه جمع کردن………..		۴۹
شکل ۳-۱۲. افزایش SNR با تجمع همفاز و بهره کامل …………………………………………..		۵۹
شکل ۳-۲۲. کاهش اثر تجمع همفاز در اثر تغییر فاز سیگنالهای دریافتی………………………………..		۶۹
شکل ۳-۳۲. ضریب بهبود آشکار سازی برحسب تعداد پالسها………………………………….		۸۹
شکل ۳-۴۲. نمای یک رادار مولتی PRF با قابلیت جمع پذیری………………………………..		۰۰۱
شکل ۳-۵۲. چگونگی ارتباط TMS با سیستم مولد ……………………………………..PRF		۲۰۱
شکل ۳-۶۲. الگوریتم تعیین برد هدف برای یک رادار ……………………………….MPRF		۷۰۱

چکیده:

در رادارها پالسی، با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس رادار، برد غیر مبهم کاهش می یابـد.

چنانکه در پروﮊه نیز دیده شد، با افزایش فرکانس تکرار پالس از 1KHz به 50KHz  برد

غیر مبهم از 150Km به 3Km کاهش یافت ولی در عوض توانستیم اهدافی با سرعت تـا

750m/s را آشکارسازی کنیم. این در حالی است که به ازای فرکانس تکرار پالس اولیـه،

ما فقط قادر به آشکار سازی صحیح اهداف با سرعتهای تا 15m/s بودیم! همچنین توانستیم

با کم کردن τ، متناسب با افزایش PRF ، قدرت تفکیک را از 3000m به 60m برسـانیم که یک پارامتر مناسب برای آشکارسازی اهداف نزدیک به هم می باشد. همچنـین نشـان دادیم با بالا بردن فرکانس تکرار پالس و افزایش در تعداد پالسهای ارسالی و دریـافتی در

طول ارسال یک PRF ، در مقایسه با رادارهای LPRF مقدار بسیار زیادی توان حاصـل شد ، که با استفاده از روشی خاص ، از این پالسهای دریافتی برای بالا بردن نسبت سیگنال

به نویز تا 15dB وحتی بیشتر برای PRFهای بالاتر استفاده شد که ایـن امـر مـا را در آشکار سازی بهتر یاری خواهد داد. همچنین نشان دادیم که با تجمـع بـر روی پالسـهای

دریافتی در طول ارسال چند PRF می توان باز هم نسبت سیگنال به نویز را افـزایش داد.

و فرضا با توجه به زمان ارسال هر PRF اگر هدف ۰۳ برابر این زمان در پتـرن آنـتن

رادار ما قرار گیرد برای هر کدام از PRFها می توان تا 10dB نسبت سیگنال به نویز را افزایش داد. و در انتها بحث کلاترها که با بالا بردن فرکانس تکرار پالس می توان اثـرات

منفی آنها را بهبود بخشید، ولی با استفاده از چند PRF قادر خواهیم بود تا اثرات آنرا بـه حداقل برسانیم و از طرفی همانطور که نشان داده شد ، توانستیم برد واقعی هـدف را بـا

استفاده از PRF های مرتبط با هم از روی مقایسه دریافتیهایشان بدست آوریم.

مقدمه:

در این پروﮊه گردآوری و شبیه سازی روی رادارهای پالسی انجام شده است. رادارهـای پالسی خود به چند گونه تقسیم می شوند که یکی از مهمترین آن تقسیمات ، مربوط به میزان فرکانس تکرار پالس می باشد که به دو و یا سـه دسـته تقسـیم مـی شـوند. دسـته اول

LowPRF و دسته دوم Medium PRF و دسته سوم HighPRF ها. در حالت کلی و با در نظر گرفتن دسته اول و سوم ،در میابیم که هرکدام دارای مزایایی هسـتند. مهمتـرین مزیت رادارهای با فرکانس تکرار پالس کم ساده بودن طراحی و برد مبهم زیاد است. ولی در قبال این وضعیت ما دچار مشکلاتی در شناسایی فرکانس داپلر خواهیم بـود و ….. .

برای رادارهای با فرکانس تکرار پالس بالا در قبال برد مبهم کم ، ما به شناسایی بهتری از تغییر فرکانس داپلر دست خواهیم یافت . البته این سیستم پیچیده تر است. ولی با توجه بـه آنکه با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس می توان چرخه کار را کاهش داد ، لذا پدیده اخفـاﺀ کمتر پیش می آید از طرف دیگر چنانکه در فصل دوم هم نشان داده شـده ، بیشـینه بـرد رادار با توان میانگین نسبت مستقیم دارد که سبب می شود به نسبت رادارهای LowPRF

، توان میانگین بیشتری در رادارهای HighPRF انتقال یابد و این خود سبب بـالا رفـتن نسبت سیگنال به نویز و برد آشکار سازی رادار می شود. اما برد مبهم کـم ایـن گونـه

رادارها این مزیت را از بین می برد. لذا می توان با ترکیب چند (Multi PRF) PRF که نزدیک به هم هستند و بر هم قابل قسمت نیز نمی باشند ، برد مبهم رادار را افزایش داد که این کار سبب پیچیده تر شدن هرچه بیشتر رادار می شود ولی در قبال این پیچیدگی ما هـم قادر به آشکارسازی هرچه بهتر فرکانس داپلر هستیم ، برد مبهم رادار زیاد مـی شـود و
نسبت سیگنال به نویز نیز افزایش می یابد و …. . مقایسه کامل بین رادارهای LowPRF

وHighPRF در فصل ۳ ارائه شده است.

فصل اول

بررسی معادله رادار:

مقدمه:

به طور کلی با استفاده از معادله رادار می توان حداکثر برد رادار را بدست آورد. حداکثر برد رادار بر حسب پارامترهای رادار به صورت زیر بدست می آید.

یک مطلب دیگر :

بررسی گوگل پیکسل ۳ و پیکسل ۳ ایکس ال از نگاه منتقدان دنیای تکنولوژی

14		P GA σ			Rmax  =
۱-۱)		e	t
		2	(4π)
	Smin

که در آن :

= P_t توان ارسالی بر حسب وات؛

= G بهره آنتن؛

= A_e سطح موثر آنتن بر حسب متر مربع؛

=σ سطح مقطع راداری هدف بر حسب متر مربع؛

= S_min حداقل توان سیگنال قابل آشکار سازی بر حسب وات؛

از پارامترهای فوق تمام گزینه ها به جز سطح مقطع راداری هدف ، تقریبا دراختیار طراح رادار است. معادله رادار نشان می دهد که برای بردهای زیاد ، توان ارسالی باید زیاد باشد

و انرﮊی تششع شده دریک شعاع باریک متمرکز باشد به معنی اینکه بهره آنتن زیاد باشد و گیرنده نسبت به سیگنالهای ضعیف حساس باشد.

در عمل برد محاسبه شده از یک چنین معادله ای شاید به نصف هم نرسد! علت آن است که پارامترها و تضعیفات بسیاری بر سر سیگنال منتشر شده قرار خواهند گرفت کـه مقـدار بسیاری از توان ارسالی را تلف خواهد کرد و ما در ادامه به این پارامترهاو پارامترهـای ارائه شده در فرمول فوق می پردازیم تا به یک مقدار توان مناسب بـرای ۰۵۱ کیلـومتر برای رادار موردنظر برسیم.

البته اگر تمام پارامترهای موثر در برد رادار معین بودند ، پیش بینی دقیـق از عملکـرد رادار امکان پذیر بود ولی در واقع اکثر این مقادیر دارای ماهیت آماری می باشند و ایـن کار را برای یک طراح رادار بسیار سخت می کند. پس به ناچار همیشه یک مصالحه بین آنچه که انسان می خواهد و آنچه عملا با کوشش معقول می توان بدست آورد لازم اسـت، که این مطلب به طور کامل در طول این فصل حس خواهد شد.

البته اطلاعات کامل و مفصل در مورد این عوامل خارج از محدوده این پروﮊه می باشد .

لذا ما به اندازه ای و نه عمیق بر بعضی از مهمترین این عوامل خـواهیم پرداخـت و در نهایت یک معادله را که شبیه به معادله ۱-۲ است ولی پارامترهای زیادی بـه آن اضـافه شده است را ارائه خواهیم کرد که با استفاده از آن فرمول می توان مقـدار نهـایی تـوان ارسالی برای برد مورد نظر را محاسبه کرد.

۱–۱) حداقل سیگنال قابل آشکار سازی:

توانایی گیرنده رادار برای آشکارسازی یک سیگنال برگشتی ضعیف ، توسط انرﮊی نـویز موجود در باند فرکانسی انرﮊی سیگنال محدود می شود. ضعیف ترین سیگنالی که گیرنـده

می تواند آشکار نماید ، حداقل سیگنال قابل آشکار سازی یا آسـتانه (Threshold) نامیـده

می شود. تعیین مشخصه حداقل سیگنال قابل آشکار سازی معمولا به علت ماهیت آماری آن و بخاطر فقدان معیاری بسیار مشکل است.

آشکار سازی بر اساس ایجاد یک سطح آستانه در خروجی گیرنده اسـت. اگـر خروجـی گیرنده بیشتر ازآستانه باشد ، فرض می شود که سیگنال وجود دارد و در غیر این صورت سیگنال آشکار نشده نویز می باشد. به این روش آشکار سازی آستانه ای گویند. خروجـی یک رادار نمونه را برحسب زمان ، اگر به صورت شکل ۱-۱ در نظر بگیـریم ، پـوش سیگنال دارای تغییرات نامنظمی است که در اثر تصادفی بودن نویز حاصل می شود.

شکل ۱-۱) سیگنال دریافتی در مجاورت نویز

اگر در نقطه A در این شکل دامنه بزرگی داشته باشیم و این دامنه از پیکهـای نویزهـای مجاور بیشترباشد،می توان آنرا بر حسب دامنه آشکار ساخت.اگر سطح آشکار سـازی را بالا ببریم ممکن است احتمال آشکار سازی پایین بیاید کما اینکه در آینده نیز به این نتیجـه

خواهیم رسید. برای مثال اگر در نظر بگیرید که نقاط B وC نیز سیگنال ارسالی از یـک هدف واقعی باشند ، در این صورت ممکن است بالا بردن سطح آشکار سـازی مـانع از بدست آمدن اطلاعات درست شود و اگر سطح آشکار سازی را برای بالا بـردن احتمـال آشکارسازی پایین ببریم در این صورت احتمال خطا بالا می رود. یعنی ممکن است جـایی

نویز بجای سیگنال واقعی آشکار سازی شود.انتخاب سطح آستانه مناسب یـک مصـالحه است که بستگی به این موضوع دارد که اهمیت یک اشتباه در هر یک از موارد (۱) یعنی از دست دادن یک هدف که وجود دارد و یا (۲) نشان دادن اشتباهی یک هدف که وجـود ندارد ، چقدر است.

فرض کنیم که پوش سیگنال شکل مورد نظر خروجی فیلتر تطبیق شده باشـد.یـک فیلتـر تطبیق شده به شکلی عمل می کند که نسبت پیک سیگنال خروجی بـه متوسـط نـویز را حداکثر کند. فیلتر تطبیق شده ایده ال عملا موجود نیست ولی می توان در عمل تا حـدودی سیستم را به آن نزدیک کرد.این چنین فیلتری برای راداری که پـالس مسـتطیل شـکل را