شیفت دهنده ی فاز ممز

اختصاصی از فی توو شیفت دهنده ی فاز ممز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شیفت دهنده ی فاز ممز

28 صفحه در قالب word

مقدمه:

یک شیفت دهنده ی فاز یک شبکه ی دو دهانه است که در آن اختلاف فاز بین ورودی و خروجی با یک سیگنال کنترلی که معمولا یک  بایاس DC است کنترل می شود.شیفت دهنده های با تلفات ورودی و توان راه اندازی پایین قابلیت تنظیم پیوسته و هزینه ی ساخت پایین کلید اساسی برای ساخت ارایه های آنتن با اختلاف فاز می باشد.این آنتن ها در مقیاس امواج مایکرومتر ومیلیمتر به این دلیل مورد توجه اند که می توان امواج الکترومغناطیسی را بدون حرکت دادن فیزیکی آنتن جهت داد.این مسئله می تواند با کنترل الکترونیکی فاز سیگنال امکان پذیر باشد..یک آرایه ی آنتن می تواند از هزاران عنصر آنتن که هرکدام هدایت کننده ی موجی اند که بواسطه ی شیفت دهنده ی فاز در جهت متفاوت حرکت می کند.تشکیل شده باشد. بنابراین طراحی شیفت دهنده های فاز کم اتلاف و سبک و کم هزینه برای ساخت این آنتن ها ضروری می باشد.در این تحقیق ما به بررسی انواع شیفت دهنده های فاز پرداخته و مزایا و معایب هر کدام را بیان می نماییم  و تا حد امکان معادلات ریاضی ممکن را برای هر کدام از آنها استخراج می نماییم.

دسته بندی شیفت دهنده های فاز:

شیفت دهنده های فاز در حالت کلی به دو دسته تقسیم می شوند. شیفت دهنده های فاز دیجیتال  که در آن شیفت فاز می تواند تنها مقادیر گسسته ی از پیش تعیین شده ای نظیر 45°,90°,… را اتخاذ کنند و معمولا با کمک سوییچ ها ساخته می شوند. برای مثال یک شیفت دهنده های فاز سه بیتی بر پایه ی شبکه های تاخیر 45/90/180° بوده و می تواند با توجه به ترکیب بیتهای استفاده شده تاخیر فاز هایی مثل    0,45,90,135,180,225,270,315°ایجاد کند. نوع دوم شیفت دهنده های فاز آنالوگ هستند که در آن تغییر فاز پیوسته ممکن است.این شیفت دهندهای فاز معمولا با کمک دیود های وراکتور ساخته می شوند.

امروزه تقاضا برای دو نوع  شیفت دهنده ی فاز وجود دارد،1)فاز ثابت در مقابل فرکانس 2)فاز خطی در مقابل فرکانس.

طراحی های با فاز ثابت در پردازش سیگنال های ماهواره ای،سیستمها و ادوات ارتباطی باند وسیع(میکسر های SSB ،مدولاتور های برداری ،تقویت کننده های متعادل و...) و در سیستمهای ابزاری با دقت بالا کاربرد داشته و در بهترین حالت با شبکه های سوییچینگ و تکنیکهای خطوط انتقال بار شده ساخته می شوند.طراحی های با فاز خطی در مقابل فرکانس هم به طور گسترده ای در ارایه های فازی با تاخیر زمانی واقعی مخصوصا آنهایی که پهنای باند بالایی را پوشش می دهند استفاده شده و براحتی می توانند به وسیله ی خطوط تاخیر ساز با سوییچ ساخته شوند.

در آرایه های آنتنی که از شیفت دهنده ی فاز استفاده می کنند این عنصر طول موثر خط انتقال مسیر سیگنال را تغییر داده که باعث فاز متفاوت برای هر عنصر می شود .پارامتر هایی نظیر  تطبیق امپدانس مناسب قابلیت مدیریت مناسب توان ، توان راه اندازی پایین و سرعت پاسخ دهی بالا پارامترهای مهم در شیفت دهنده ی فاز اند.تا کنون شیفت دهنده های فاز زیادی برای دستیازی به این پارامترها ساخته شده اند.برای مثال شیفت دهنده ی فاز متغیر الکترونیکی که در سال 1957 ساخته شد به دلیل فراهم آوردن تغییر فاز پیوسته در مدت زمان کوتاه گام بزرگی به حساب می آمد.علاوه بر شیفت دهنده های فاز فریتی نوع مهم دیگری از این عناصر در اواسط 1960پدیدار شد که به علت استفاده از دیود PIN به عنوان شیفت دهنده ی فاز نیمه هادی  دسته بندی شد.از آن زمان پیشرفت های زیادی در زمینه ی شیفت دهنده های فاز الکترونیکی بوجود آمد.با کمک تکنولوژی نیمه هادی نوع جدیدی از شیفت دهنده ی فاز مثل ترانزیستور های GaAs ایجاد شد و این شیفت دهنده های فاز می توانند به طور مجتمع ساخته شوند.

به طور کلی شیفت دهنده های فاز فریتی تلفات ورودی کمترو قابلیت مدیریت توان بیشتری را دارا می باشند ولی از  هزینه ی ساخت و پیچیدگی بالایی برخوردارند ولی شیفت دهنده های فاز نیمه هادی هزینه  کمتری  دارند و ابعادشان کوچکتر می باشد ولی کاربرد آنها به دلیل تلفات ورودی بالا محدود می باشد.اخیرا نوع دیگری از شیفت دهنده های فاز بر پایه ی تکنولوژی MEMS مورد توجه قرار گرفته اند تا بتوانند بر محدودیت های فوق غلبه کنند.

انواع شیفت دهنده های فاز و محدودیت های آنها:

شکل صفحه ی بعد  اصول کار یک آرایه ی آنتن را بر پایه ی شیفت دهنده های فاز نشان می دهد.جهت پرتو می تواند با توجه به فاصله ی نسبی بین دو عنصر آنتن کنترل شود.

دو روش اصلی برای طراحی شیفت دهنده های فاز وجود دارد:

1)استفاده از مواد فریتی که در آن شیفت فاز با تغییر  میدان بایاس تغییر می کند

2)استفاده از ادوات نیمه هادی

شیفت دهنده های فاز فریتی:

کارکرد این نوع شیفت دهنده های فاز بر پایه ی اثر متقابل بین امواج الکترو مغناطیسی و الکترونهای چرخان در یک فریت مغناطیس شده می باشد.جهت چرخش یا همان اسپین الکترون با توجه به میدان مغناطیسی فراهم شده تغییر می کند که این باعث تغییر نفوذ پذیری مغناطیسی فریت می شود.بنابراین با کنترل الکتریکی میدان مغناطیسی فراهم شده می توان ثابت انتشار امواج الکترو مغناطیسی و در نتیجه فاز آنها را عوض نمود. شیفت دهنده های فاز فریتی میتوانند در طراحی های مختلفی نظیر موجبر ها ،کابلهای کواکسیال و خطوط استریپ و مایکرو استریپ و در هر دو مد انالوگ و دیجیتال استفاده شوند.

شیفت دهنده های فاز فریتی در آرایه های آنتنی به دلیل وزن سبک و ابعاد نسبتا کوچکشان به طور وسیع مورد استفاده قرار گرفته اند ولی پیچیدگی و محدودیتهای فرکانسی آنها باعث شده تا نشود در بسیاری از مصارف نظامی و همچنین در ادوات ارتباطات سیار مورد استفاده قرار گیرند.

شیفت دهنده های فاز نیمه هادی:

این شیفت دهنده های فاز معمولا به دو دسته ی شیفت دهنده های فاز دیود PIN و شیفت دهنده های فاز FET با توجه به عنصر کنترل کننده ی مورد استفاده در آنها به عنوان سوییچ، تقسیم می شوند.

شیفت دهنده های فاز دیود PIN:

دیود PIN یک پیوند P-N است که داری  ناحیه ی تخلیه ی  بزرگتری از دیود عادی بین دو ناحیه ی N وP  است.افزودن این ناحیه ی ذاتی باعث نتایج متعددی نظیر قابلیت کنترل میزان هدایت در بایاس مستقیم و کاهش خازن در بایاس معکویس می شود.و بدیهی است که کاهش خازن در بایاس معکوس باعث افزایش امپدانس در این مسیر گشته و دیود را هر چه بیشتر به سوییچ ایده ال نزدیک می کند.دیود های PIN  به طرز وسیعی در مدارات مایکروویو برای مدولاسیون دامنه به کار می روند و همچنین سوییچ ها، شیفت دهنده های فاز و محدود کننده های فوق العاده ای در زمینه ی RF محسوب می شوند.

در شیفت دهنده های فاز، دیود PIN به عنوان سوییچ های الکترونیکی استفاده می شوند.شکل زیر مشخصه ی I-V ای دیود را نشان می دهد.

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.

آنتن های طرح پذیر بر پایه RF MEMS

اختصاصی از فی توو آنتن های طرح پذیر بر پایه RF MEMS دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

آنتن های طرح پذیر بر پایه RF MEMS

31 صفحه در قالب word

1- آنتن:

آنتن از یک سیم مستقیم تشکیل شده است که اگر در فرستنده به کار رود، امواج فرستنده را به امواج الکترومغناطیس تبدیل نموده و پخش می نماید و اگر در گیرنده به کار رود، امواج الکترومغناطیسی موجود در فضا را دریافت نموده و تبدیل به امواج الکتریکی نموده و جهت آشکار شدن، به مدار گیرنده می دهد .

معمولا در گیرنده‌ها هر آنتن به ازاء یک فرکانس مشخصی، به تشدید درآمده و به ازاء آن فرکانس، ولتاژ ماکزیمم مشخصی تولید می نماید. هرگاه طول آنتن متناسب با طول موج دریافتی باشد، موج کاملا در آنتن قرار می گیرد و اصطلاحا می گویند آنتن رزنانس شده و یا به تشدید در آمده است یعنی آنتن با موج رسیده هماهنگ شده است و در این حالت ولتاژی که به آنتن رسیده، حداکثر است .

البته نیازی نیست که طول آنتن حتماً با طول موج رسیده کاملا برابر باشد، زیرا جهت رفع این مشکل سیم پیچی را به همراه یک یا دو خازن متغیر به آنتن اضافه می کنند تا حالت تشدید را در آنتن بوجود آورند.

1-1- نقشه ها و پارامترهای انتن :

در مسائل انتن ما اصولا علاقه مند به میدانهای منطقه دور هستیم. این میدانها را میدانهای تشعشعی می نامند .هیچ آنتن فیزیکی در همه جهت ها بطور یکنواخت تشعشع نمی کند.منحنی توصیف کننده قدرت نسبی میدان منطقه دور بر حسب جهت را در یک فاصله ثابت از آنتن ،نقشه تشعشعی آنتن،یا صرفا نقشه آنتن می نامند.به طور کلی نقشه آنتن سه بعدی است و با هر دوی Øو  در دستگاه مختصات کروی،تغییر می کند.مشکلات رسم منحنی های سه بعدی- همانطور که در عمل انجام می گیرد- با رسم جداگانه اندازه قدرت میدان نرمالیزه (نسبت به max) بر حسب  و به ازای Ø ثابت (نقشه صفحه E) و اندازه قدرت میدان نرمالیزه بر حسب  و به ازای  ثابت (نقشه صفحه H) قابل اجتناب است.

شکل 2(الف) یک نمونه نقشه صفحه H یک آنتن عملی را نشان می دهد. نقشه تشعشعی معمولا یک ماکزیمم اصلی و چند ماکزیمم فرعی دارد .ناحیه تشعشع ماکزیمم ،بین اولین نقاط صفر اطراف انرا شعاع اصلی1 و ناحیه های ماکزیمم های فرعی را پره های کناری2 گویند.گاهی راحتتر است که نقشه های آنتن را در مختصات قائم رسم کنیم. منحنی قطبی شکل 2(الف) در مختصات قائم به صورت شکل 2(ب) ظاهر می شود. چون شدت میدان در جهت های شعاع اصلی و پره های کناری از نظر اندازه ممکن است چندین مرتبه با هم تفاوت داشته باشند ،معمولا نقشه های آنتن را در مقیاس لگاریتمی رسم می کنند و نسبت به سطح شعاع اصلی برحسب دسیبل اندازه گیری می شوند.(شکل 2(پ)).

در مقایسه نقشه های آنتنهای مختلف پارامترهای مشخصاتی زیر اهمیت دارند :

1- پهنای شعاع اصلی3 : تیزی ناحیه تشعشعی اصلی را توصیف می کند.معمولا پهنای زاویه ای نقشه ،بین نقاط نیم توان ،یا -3dB در نظر گرفته می شود.البته شعاع اصلی باید به جهتی اشاره کند که آنتن برای داشتن حداکثر تشعشع در ان طراحی شده است.

2-  ارتفاع پره های کناری4 :  پره های کناری یک نقشه جهت دار (غیر همه سو یکسان )نواحی تشعشعی ناخواسته را نشان می دهدو ارتفاع آنها هر قدر ممکن است باید کمتر باشد.

3- جهت دارندگی5 : یک پارامتر مهم برای اندازه گیری قابلیت کلی یک آنتن برای هدایت توان تشعشع یافته در یک جهت مشخص ،بهره جهت دار6 است ،که می تواند برحسب شدت تشعشع بیان گردد. در واقع بهره جهت دار یک نقشه آنتن GD(θ,Ø) ،نسبت شدت تشعشع در جهت (θ,Ø) به شدت تشعشع متوسط است .روشن است که بهره جهت دار در یک آنتن همه سو یکسان یا همه جهتی(آنتنی که به طور یکنواخت در همه جهت ها تشعشع می کند)،برابر با یک است.اما یک آنتن همه سو یکسان در عمل وجود ندارد .بهره جهت دار ماکزیمم یک آنتن را جهت دارندگی آنتن می نامند.که برابر است با شدت تشعشع ماکزیمم به شدت تشعشع متوسط و معمولا با Dمشخص می شود.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------1- main beam                                                                               2- sidelobes

3- beamwidth                                                                               4- sidelobe level

 5- directivity                                                                                 6- directive gain    

گفتیم نقشه تشعشعی آنتن بیانگر سه پارامتر مهم پهنای شعاع اصلی،ارتفاع پره های کناری و بهره جهت دار می باشد.اما دو پارامتر دیگر نیز حائز اهمیت اند : بازده1 و امپدانس ورودی یک آنتن

بازده یک آنتن نسبت بهره آنتن به جهت دارندگی آنتن و یا به بیان دیگر نسبت توان تشعشعی به توان ورودی(یا توان تشعشعی در آنتن بی اتلاف) آنتن می باشد که با  ηr نشان داده می شود. و در آن بهره آنتن برابر با نسبت شدت تشعشع ماکزیمم به شدت تشعشع یک منبع بی اتلاف همه سو یکسان با همان توان ورودی می باشد .

معیار مناسبی برای سنجش مقدار توان تشعشع یافته به وسیله آنتن ،مقاومت تشعشعی است . مقاومت تشعشعی یک آنتن مقدار مقاومتی فرضی است که وقتی جریان در آن مقاومت برابر با حداکثر جریان در طول آنتن است ،مقدار توان تلف شده آن مساوی توان تشعشع یافته Pr می باشد طبیعیست که مقاومت تشعشعی زیاد از خاصیت های مطلوب آنتن می باشد.مقاومت تشعشعی می تواند با جزء حقیقی امپدانس ورودی کاملا متفاوت باشد.زیرا دومی شامل تلفات اهمی در خود ساختار آنتن بعلاوه تلفات در زمین است.

1-2- آرایه های آنتن :

آرایه های آنتن گروهی از آنتنهای مشابه هستند که به شکلهای مختلف (خطوط راست ،دایره ها، مثلث ها و غیره)و با روابط دامنه و فاز مناسب مرتب شده اند تا مشخصات تشعشعی خاصی را بدست دهند. بعنوان مثال شکل 3 نقشه تشعشعی یک آرایه خطی از سه منبع همه سو یکسان به فاصله λ/2  از هم با منابع تحریک همفاز و با نسبت دامنه 1:2:1  را نشان می دهد.همانطور که مشاهده می کنید پهنای شعاع عریض تر ،جهت دارندگی کاهش و پره های کناری حذف شده اند.

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.

سمینار درس سیستم های میکرو الکترو مکانیکی - RF MEMS SWITCH

اختصاصی از فی توو سمینار درس سیستم های میکرو الکترو مکانیکی - RF MEMS SWITCH دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

سمینار درس سیستم های میکرو الکترو مکانیکی

 RF MEMS SWITCH

30 صفحه در قالب word

فهرست

مقدمه ای بر تکنولوژی سیستم های میکرو الکترومکانیکی(MEMS)                              2

سوئیچ ها                                                                                  .3

پارامتر های سوئیچینگ                                                                          .4

زمان عبور                                                                                . 4

سرعت سوئیچینگ                                                                          .5

اداره توان RF                                                                             5

Impedance matching                                                                 ..5

Insertion loss                                                                        ..5

Impedance matching.                                                                 5

Actuation voltage                                                                   ..6

Life-cycle                                                                          ..6

Resonant frequency                                                                  6

سوئیچ های مکانیکی                                                                    ..6

سوئیچ های RF  دیود PIN                                                              .6

سوئیچ های ترانزیستور های اثر میدان نیمرسانا اکسید فلزی                                  .9

سوئیچ های RF MEMS                                                                 10

مقایسه بین سوئیچ های RF MEMS  و سوئیچ های RF متداول                            ..13

سوئیچ های اتصال سری الکتروستاتیکی                                                      .14

سوئیچ های ظرفیتی موازی                                                                    ..19

تحریک الکتروستاتیکی                                                                    ..21

مراحل ساخت سوئیچ                                                                     ..23

نتیجه گیری                                                                              .25

منابع                                                                                    .27

مقدمه ای بر تکنولوژی سیستم های میکرو الکترومکانیکی(MEMS)

 MEMS یک تکنولوژی است،که قادر به ساخت دسته ای از ساختارها ،دیوایس ها وسیستم های مکانیکی کوچک شده است.این تکنولوژی دارای تعدادی مزیت ها نسبت به تکنولوژی IC ها دارد

1- کاهش هزینه در ساخت

2- ثبات دیوایس به دیوایس از تکنولوژی لیتوگرافی واچینگ

3- پیشرفت نقش کلی آن ها در مقیاس پایین که به کاهش وزن واندازه منجر می شود

سیلیسیوم یک ماده مناسب برای ساخت دیوایس های MEMS  است.زیرا این ماده دارای خواص فیزیکی و مکانیکی خوب برای ماشین کاری دارد.همچنین Si ارزان قیمت و به وفور در معادن یافت می شود.در سال 1992 خواص مکانیکی MEMS  توسطPetersen انجام شده است.مشخصات مفید این دیوایس ها باعث شده است،که MEMS یک تکنولوژی پیروز در تعدادی حوزه های کاربردی شامل شتاب سنج ها، سنسور های فشار،میکرو اپتیک و غیره باشد.‌‍‍‍[1]

RF MEMS  نسبتا جدید است،اما یک هیجان زیاد به خاطر افزایش نقش وکاهش هزینه ساخت ایجاد کرده است.تجارت مدرن وبه طور ویژه ارتباطات نظامی،کشتیرانی وخطوط اطلاعات برای این کاربرد ها طراحی شده اند.برای سیستم های ارتباطی ،در کاربرد های تجاری ونظامی ،یک حرکت پیوسته برای کوچک تر شدن وجود دارد.

تجهیزات ضد پارازیت یک درجه بالایی از چابکی فرکانس نیاز دارد،که تاثیر سیگنال های پارازیت ،روی ارتباطات را کمتر کنیم.برای انجام دادن این نیاز، به فیلترینگ باند باریک روی گیرنده یا فرستنده ویا هر دو نیاز داریم.فیلترهای فرکانس بالا برای تجهیزات ضد پارازیت ، تمایل به پهنای باند عریض تر دارد.[2]

بیشترین مطالعات درRF MEMS  روی سوئیچ ها انجام شده است.اگر ما بخواهیم یک تعریف از عمل سوئیچینگ داشته باشیم،به صورت زیر خواهد بود.

سوئیچ ها

سوئیچ وسیله ای است،که عمل برقرای جریان یا عدم برقراری جریان در یک مدار را انجام می دهد.یک سوئیچ می تواند در مسیر سیگنال یک مقاومت یا یک خازن باشد،که به خاطر عمل مکانیکی اش، سوئیچ نیمه عمر محدود دارد. حال مثال هایی از سوئیچ هایی که مورد استفاده قرار می گیرند را درزیر بیان می کنیم.

سوئیچ ها می توانند،در یک مدار گیرنده- فرستنده استفاده شوند.همان طور ،که در شکل 1 مشاهده می کنیم،در مد فرستنده سوئیچ باید در موقیت 1 ودر مد گیرنده باید در موقیت 2 باشد[3].

در مدولاسیون دیجیتالی در سیستم های ارتباطی ،سوئیچ به عنوان یک گیت بکار می رود،که سیگنال را یا عبور می دهد ویا متوقف می کند،به طوری که بتوانیم شکل موج مورد نظرمان راپیدا کنیم،که در شکل 2 نشان داده شده است.[3]

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است