مقایسه با روش­های قبلی را نتیجه می­دهد.
 
 
 
 
 
 
 
فهرست مطالب
 
 
عنوان                                       صفحه
 
فصل اول: مقدمه …………………………. 2
 
فصل دوم: آشنایی با رادار پسیو
2-1- مقدمه­ای از رادار پسیو……………… 5
2-2- آنتن­های گیرنده­ی رادار پسیو…………. 6
2-3-تزویج متقابل در آرایه آنتن­ها………… 7
2-3-1-تزویج در مد فرستندگی…………….. 8
2-3-1-تزویج در مد گیرندگی……………… 9
2-4- محاسبه­ی امپدانس متقابل و ماتریس کالیبراسیون 10
2-4-1- روش امپدانس متقابل گیرندگی……… 10
2-4-2- محاسبه­ی ماتریس کالیبراسیون……… 12
 
فصل سوم: بدست آوردن جریان روی سطح آنتن­های سیمی
با استفاده از روش مومنت
3-1- معادلات انتگرالی ( )………………. 14
3- 2- توابع گرین………………………. 15
3-2-1-خصوصیات تابع گرین………………. 16
3- 3- توابع پایه و وزن…………………. 17
3- 4- حل عددی معادلات الکترومغناطیس ……… 20
3- 5- الگوریتم­های حل عددی معادلات الکترومغناطیس    20
3- 6- استفاده از روش مومنت برای حل مسائل الکترومغناطیس    21
3- 7- سیم­های نازک به عنوان آنتن گیرنده…… 22
 
عنوان                                       صفحه
 
3- 7- 1- محاسبه­ی جریان القا شده روی سیم نازک در اثر
جبهه موج برخوردی ………………….. 25
3- 7- 2- حل عددی معادله­ی هالن با استفاده از روش مومنت    27
 
فصل چهارم: محاسبه­ی جریان القا شده روی آرایه­ای از چهار دایپل
4- 1- محاسبه­ی جریان القا شده روی 4 دایپل در اثر جبهه­موج برخوردی
با در نظر گرفتن تزویج متقابل بین آنها…… 30
4-2- آنتن دوقطبی خم­شده…………………. 42
4-3- افزودن بار به مرکز سیم………….. 44
 
فصل پنجم: خصوصیات نرم­افزار و نحوه­ی تهیه­ی آن
5-1-پیاده سازی روابط و معادلات نوشته شده­ی فصل چهارم با استفاده
از زبان برنامه­نویسی ……………….. 47
5-1-1-انتگرال گیری عددی بکمک روش ذوزنقه­ای. 48
5-1-2-حل دستگاه معادلات (4-32) و (4-33)….. 49
5-2-روش کار و قابلیت نرم افزار………….. 51
5-2-1- مشاهده­ی نتایج محاسبات………….. 54
5-2-2- سایر امکانات این پنجره ………… 55
 
فصل ششم: نتایج
6- 1- مقدمه…………………………… 58
6- 2– مقایسه­ی جواب نرم­افزار با نرم­افزار طراحی شده 58
6- 3– محاسبه­ی خطای محاسبات در نتیجه­ی تابع پایه­ی انتخابی
و تقسیم­بندی سیم انتگرال گیری عددی با استفاده از روش ذوزنقه­ای…………………………………….. 64
6-4- مقایسه­ی جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
با استفاده از سه نوع تابع پایه…………. 65
6-5- حضور آنتن­ها در آرایه و تاثیر آن بر اندازه و فاز ولتاژ ترمینالشان……………………………. 68
6-5-1- چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.2 از هم   69
6-5-2- چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.3 از هم  71
6-5-3- سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم در حالت عمودی……………………………………. 74
عنوان                                       صفحه
 
6-5-4- سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم در حالت افقی……………………………………. 76
6-5-5- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم در حالت عمودی……………………………….. 79
6-5-6- چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم در حالت افقی……………………………………. 81
6-6- محاسبه­ی زاویه­ی ورود یک جبهه موج به آرایه­ی افقی 4 آنتن یاگی- اودا……………………………. 84
6-6-1- محاسبه­ی زاویه ورود جبهه­موج……… 91
6-6-1-1- استفاده از الگوریتم میوزیک برای تخمین زاویه   91
6-6-1-2- تخمین زاویه بکمک الگوریتم میوزیک و ماتریس­های و …………………………………. 92
6-7- نتایج……………………………. 100
6-8- پیشنهادات………………………… 101
 
 
فهرست منابع و مأخذ……………………… 102
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول ها
 
 
عنوان                                       صفحه
 
جدول6-1: اختلاف فاز ولتاژترمینال­ها محاسبه شده از 63
جدول6-2: اختلاف فاز ولتاژترمینال­ها محاسبه شده از نرم­افزاز طراحی شده……………………………………. 64
جدول 6- 3: اندازه­ی درایه­های ماتریس …….. 85
جدول 6- 4: فاز درایه­های ماتریس …………. 85
جدول 6- 5: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……… 86
جدول 6- 6: فاز درایه­های ماتریس …………. 86
جدول 6- 7: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……… 86
جدول 6- 8: فاز درایه­های ماتریس …………. 86
جدول 6- 9: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……… 87
جدول 6- 10: فاز درایه­های ماتریس ………… 87
جدول 6- 11: اندازه­ی درایه­های ماتریس …….. 87
جدول 6- 12: فاز درایه­های ماتریس     ………… 87
جدول 6- 13: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……. 87
جدول 6- 14: فاز درایه­های ماتریس ………… 88
جدول 6- 15: اندازه­ی درایه­های ماتریس …….. 88
جدول 6- 16: فاز درایه­های ماتریس ………… 82
جدول 6- 17: اندازه­ی درایه­های ماتریس …….. 88
جدول 6- 18: فاز درایه­های ماتریس ………… 89
جدول 6- 19. اندازه­ی درایه­های ماتریس …….. 89
جدول 6- 20: فاز درایه­های ماتریس ………… 89
جدول 6- 21: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……. 89
جدول 6- 22: فاز درایه­های ماتریس ……….. 90
جدول 6- 23: اندازه­ی درایه­های ماتریس ……. 90
 
عنوان                                       صفحه
 
جدول 6- 24: فاز درایه­های ماتریس ……….. 90
جدول 6- 25:. اندازه­ی درایه­های ماتریس امپدانس متقابل   90
جدول 6- 26: فاز درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
جدول 6- 27: اندازه­ی درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
جدول 6- 28: فاز درایه­های ماتریس امپدانس متقابل    91
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل ها
 
 
عنوان                                       صفحه
 
شکل 2- 1: آرایه ای از آنتن­های گیرنده……….. 6
شکل 2- 2: مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود فرستندگی   9
شکل 2- 3:مکانیزم تزویج بین آنتن m و n در مود گیرندگی 10
شکل 3- 1: سیم نازک به عنوان آنتن گیرنده……. 25
شکل 4- 1: طرز قرار گرفتن چهار سیم در یک آرایه 31
شکل 4- 2: توابع زیردامنه­ای مستطیلی………… 35
شکل 4-3: توابع زیردامنه­ای مثلثی……………. 36
شکل 4- 4: توابع زیردامنه­ای سینوسی………….. 36
شکل 4- 5: فولدد دایپل……………………. 42
شکل 4- 6: افزودن بار به وسط سیم………….. 44
شکل 5- 1: نمودار یک تابع مفروض برای انتگرال­گیری 48
شکل 5- 2:دامنه­ی یک تابع دوبعدی برای انتگرال­گیری 49
شکل 5- 3: نمای Help Form نرم افزار…………… 51
شکل 5- 4. نمای پنجره­ی Basic Information نرم­افزار… 52
شکل 5- 5: نمای پیغام پایان محاسبات………… 54
شکل 5-6: نمای load Results نرم­افزار…………… 55
شکل 5- 7: نمایی از طریقه­ی نمایش یک جواب نمونه 56
شکل 6- 1: نحوه­ی چیدمان آرایه­ی چهار آنتن یاگی- اودا 59
شکل 6- 2: اندازه­ی جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن
یاگی- اودا بوسیله­ی ………………….. 59
شکل 6- 3: اندازه­ی جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده……………….. 60
شکل 6-4: فاز جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی ……………………………………. 60
عنوان                                       صفحه
 
شکل 6-5: فاز جریان محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی
نرم­افزار طراحی شده……………………… 61
شکل 6-6: قسمت حقیقی جریان محاسبه شده روی سیم­های
آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی ……………… 62
شکل 6-7: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیم­های آنتن
یاگی- اودا بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده……. 62
شکل 6-8: قسمت موهومی جریان محاسبه شده روی سیم­های
آنتن یاگی- اودا بوسیله­ی ……………… 63
شکل 6-9: قسمت حقیقی محاسبه شده روی سیم­های آنتن یاگی- اودا
بوسیله­ی نرم­افزار طراحی شده……………….. 63
شکل 6 -10: درصد اختلاف ولتاژ در ترمینال دایپل برای N از 5 تا 150………………………………………. 65
شکل 6 – 11: درصد اختلاف ولتاژ در تمام نقاط دایپل برای N از 5 تا 150……………………………………. 63
شکل 6- 12: برخورد یک جبهه­موج الکترومغناطیسی با یک آنتن
یاگی- اودا با دو رفلکتور و سه دایرکتور ….. 66
شکل 6- 13: تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیم­های آنتن با تابع پایه پالس و N=80 …. 66
شکل 6- 14: تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیم­های آنتن با تابع پایه مثلثی و N=30….. 67
شکل 6- 15: تخمین اندازه (منحنی بالا) و فاز (منحنی پایین) جریان القا شده
روی سیم­های آنتن با تابع پایه سینوسی و N=20…. 67
شکل 6- 16: مقایسه­ی تخمین اندازه(منحنی بالا) و فاز(منحنی پایین) جریان
القا شده روی سیم­های آنتن با سه تابع پایه پالس، مثلثی و سینوسی………………………………………. 68
شکل 6- 17: چیدمان چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.2 از هم 69
شکل 6- 18: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در
دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………………. 70
شکل 6- 19: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج.. 70
شکل 6- 20: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج…. 71
شکل 6- 21: چیدمان چهار فولدد دایپل به فاصله­ی 0.3 از هم 72
عنوان                                       صفحه
 
شکل 6- 22: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در
دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………………. 72
شکل 6- 23: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج. 73
شکل 6- 24: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار فولدد دایپل فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج…. 73
شکل 6- 25: چیدمان عمودی سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم………………………………………. 74
شکل 6- 26: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی
فوق در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………… 75
شکل 6- 27: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی فوق
در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج در حالت بدون تزویج    75
شکل 6- 28: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای عمودی فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج   76
شکل 6- 29: چیدمان افقی سه آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم………………………………………. 77
شکل 6- 30: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………………. 77
شکل 6- 31: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در حالت بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج 78
شکل 6- 32: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در سه آنتن یاگی- اودای افقی فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج   78
شکل 6- 33: چیدمان عمودی چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.2 از هم…………………………………….. 79
شکل 6- 34: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………………. 80
شکل 6- 35: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق در حالت
بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج. 80
شکل 6- 36: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق در حالت
با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج… 81
شکل 6-37: چیدمان افقی چهار آنتن یاگی- اودا به فاصله­ی 0.5 از هم………………………………………. 82
شکل 6-38: تغییر اندازه­ی ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در دو حالت با تزویج و بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج………………………………………. 82
عنوان                                       صفحه
 
شکل 6-39: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در حالت بدون تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج 83
شکل 6- 40: تغییر فاز ولتاژ ترمینال در چهار آنتن یاگی- اودای فوق
در حالت با تزویج در اثر تغییر زاویه­ی ورود جبهه­موج   83
شکل6- 41: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ اندازه­گیری شده از ترمینال
برای جبهه موج ورودی از زاویه­ی ……….. 92
شکل6- 42: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با برای
جبهه موج ورودی از زاویه­ی ……………… 93
شکل6- 43: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با برای
جبهه موج ورودی از زاویه­ی …………….. 94
شکل6- 44: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با ماتریس
امپدانس برای جبهه موج ورودی از زاویه­ی . 95
شکل6- 45: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با ماتریس
برای جبهه موج ورودی از زاویه­ی ……… 96
شکل6- 46: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با برای
جبهه موج ورودی از زاویه­ی ……………. 97
شکل6- 47: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با برای
جبهه موج ورودی از زاویه­ی ……………. 98
شکل6- 48: تخمین زاویه بکمک موزیک از ولتاژ کالیبره شده با ماتریس
امپدانس برای جبهه موج ورودی از زاویه­ی . 99
 
 
 
 
 
فصل اول
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
مقدمه
 
 
پیش از این، برای فهم قابلیت و کارایی آنتن­های طراحی شده باید آن­ها ساخته می­شدند، در نتیجه تحلیل کارایی آنتن­های طراحی شده مستلزم هزینه­های زیادی ­بود و گاهی برای ایجاد کوچکترین تغییر در طراحی و بررسی نتایج آن، باید کل روند ساخت دوباره طی می­شد. با پیشرفت علم و تکنولوژی کامپیوتر، محققین و مهندسین آنتن و انتشار امواج توانستند بکمک روش­های عددی الکترومغناطیسی مسایل پیچیده را با دقت قابل قبول شبیه سازی و حل نمایند.
همگام با پیشرفت تکنولوژی و تولید کامپیوتر­های قدرتمندتر، روش­های عددی گسترش داده شده و الگوریتم­های پیچیده­تر و دقیق­تر ارائه گردیده­اند. در این پایان نامه از روشهای عددی الکترومغناطیسی برای حل دقیق یک مسئله عملی در حوزه رادار پسیو استفاده کرده­ایم و کارایی چند تکنیک عددی را مورد بررسی قرار داده­ایم. همچنین نحوه بهبود و یک روش برای حذف آثار مخرب تزویج متقابل در آرایه­های آنتن یاگی-اودا را بررسی کرده­ایم.
در این رساله ابتدا توضیح مختصری درباره­ی رادار پسیو داده و نحوه­ی عملکرد آنتن گیرنده در این رادار مورد بررسی قرار گرفته است. پس از آشنایی با توابع گرین و خواص آن­ها و همچنین توابع پایه و وزن؛ روش مومنت و چگونگی استفاده از این روش برای حل معادلات الکترومغناطیس بررسی شده است. سپس آنتن­های سیمی معرفی شده و جریان روی سیم­های این آنتن­ها تحت تاثیر میدان خارجی بدست آمده است. برای این منظور معادله هالن از روش مومنت حل شده است. علاوه بر این روند پیاده­سازی روش مومنت