در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

”M.Sc“ پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات (گرایش میدان و امواج)

عنوان :

واکاوی و شبیه سازی تقویت کننده یک طبقه مایکروویوی سیگنال کوچک با بهره گیری از روش FDTD

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده:
در این پایان نامه از روش FDTD جهت شبیه سازی و واکاوی یک تقویت کننده مایکروویوی در فرکانس 10GHz، بهره گیری شده می باشد. 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 در نظر داشتن مدل سیگنال کوچک MESFET و معادلات حالت مربوطه، شبیه سازی تمام موج با بهره گیری از روش FDTD انجام می گردد و میدان های الکتریکی و مغناطیسی در صفحات فعال به روز می شوند. در نهایت پارامترهای اسکترینگ تقویت کننده با بهره گیری 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 حوزه زمان به عنوان مهم ترین این روش ها تصریح نمود. 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 گردیده از مزایایی برخوردار می باشد. همچنین با بهره گیری از این روش می توان با یک بار اجرای برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت مطالعه را در باند وسیعی در اختیار داشت.
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 حوزه زمان به عنوان مهم ترین این روش ها تصریح نمود. 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 گردیده از مزایایی برخوردار می باشد. همچنین با بهره گیری از این روش می توان با یک بار اجرای برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت مطالعه را در باند وسیعی در اختیار داشت. به گونه کلی می توان با یک بار اجرای برنامه، پاسخ فرکانسی سیستم تحت مطالعه را در اختیار داشت. به گونه کلی می توان به مزایای این روش نسبت به سایر روش های عددی این چنین تصریح نمود.
1- این روش نیاز به حل معادلات انتگرالی ندارد و مسائل پیچیده بدون نیاز به معکوس سازی ماتریس های بزرگ قابل حل هستند.
2- این روش برای بهره گیری در ساختارهای پیچیده، غیر همگن هادی یا دی الکتریک ساده می باشد، زیرا مقادیر ε، μ و σ در هر نقطه از شبکه قابل تعریف می باشد.
3- نتایج حوزه فرکانس با بهره گیری از نتایج حوزه زمان بسیار ساده تر از روش معکوس گیری از ماتریس به دست می آیند. پس نتایج باند وسیع فرکانسی به راحتی محاسبه می شوند.
4- این روش موجب بهره گیری از حافظه به صورت ترتیبی می گردد. اما این روش دارای معایبی نیز هست که عبارتند از:
1- مش بندی اجسام پیچیده دشوار می باشد.
2- از آن جایی که شبکه به شکل چهار گوش می باشد، مسائل با سطوح منحنی را در بر نمی گیرد و در مدل سازی آن با این روش با خطا مواجه خواهیم گردید.
3- در الگوریتم های تفاضل محدود، مقادیر میدان ها فقط در گره های شبکه مشخص می باشد.
4- برای دست یابی به دقت بالا در محاسبات، نیاز به اجرای برنامه در تعداد گام زمانی زیاد می باشد که سبب کندتر شدن اجرای برنامه می گردد.
چند دلیل افزایش علاقه مندی به بهره گیری از FDTD و روش های حل محاسباتی مربوطه اش برای معادلات ماکسول هست.
1- FDTD از جبر غیر خطی بهره گیری می کند. با یک محاسبه کاملاً ساده، FDTD از معضلات جبر خطی که اندازه معادله انتگرالی حوزه 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.
2- FDTD 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.
3- FDTD طبیعتاً رفتار ضربه ای دارد. تکنیک حوزه زمان باعث می گردد تا FDTD به گونه مستقیم پاسخ ضربه یک سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه کند. پس 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.
4- FDTD طبیعتاً رفتار غیر خطی دارد. با بهره گیری از تکنیک حوزه زمان، FDTD پاسخ غیر خطی یک سیستم الکترومغناطیسی را محاسبه می کند.
5- FDTD یک روش سیستماتیک می باشد. با FDTD می توان به جای بهره گیری از معادلات انتگرالی پیچیده از تولید مش برای مشخص کردن مدل یک ساختار جدید بهره گیری 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 می باشد. در حالی که این روش به گونه مثبت تمام تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد، این از مزیت های روش FDTD می باشد که گسسته سازی مکانی را روی یک حجم انجام می دهد، پس نیاز به RAM بسیار زیادی دارد.
7- توانایی مصور سازی کامپیوترها به سرعت در حال افزایش می باشد. در حالی که این روش به گونه مثبت تمام تکنیک های عددی را تحت تاثیر قرار می دهد. این از مزیت های روش FDTD می باشد که آرایه گام های زمانی از مقادیر میدان را برای بهره گیری در ویدئو های رنگی برای نمایش حرکت میدان مناسب می سازد.
تعداد صفحه : 118
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد رشته برق قدرت: تعیین پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون

***

—-

پشتیبانی سایت :       

****         serderehi@gmail.com

دسته‌ها: مهندسی برق

دیدگاهتان را بنویسید