پایان نامه ارشد:یک ساختار جدید برای موجبرهای استوانه ای فلزی متشکل از یک میله دی الکتریک دو لپه ای در محور آن برای تولید امواج آهسته

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :فیزیک

گرایش :اتمی و مولکولی

عنوان : یک ساختار جدید برای موجبرهای استوانه ای فلزی متشکل از یک میله دی الکتریک دو لپه ای در محور آن برای تولید امواج آهسته

دانشگاه کاشان

دانشکده فیزیک

گروه لیزر و فوتونیک

پایان­نامه

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

در رشته فیزیک اتمی و مولکولی

عنوان پایان نامه:

یک ساختار جدید برای موجبرهای استوانه ای فلزی

متشکل از یک میله دی الکتریک دو لپه ای در محور آن برای

تولید امواج آهسته

 

استاد راهنما:

دکتر بهرام جزی

استاد مشاور:

دکتر زینب رحمانی

شهریورماه 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(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 است)

چکیده

 

در این رساله ابتدا مروری بر نظریه ی انتشار امواج الکترومغناطیسی در موجبر های الکترومغناطیسی و کاربردهای آن   خواهیم داشت و پیرو آن مفاهیمی همچون تفکیک مد ها و یا جفت شدگی مد ها مورد تجزیه و تحلیلی قرار خواهند گرفت. سپس به وجود امواج آهسته در برخی از پیکربندی ها خواهیم پرداخت و آنها را در چند موجبر  با سطح مقاطع مستطیلی و دایروی  بررسی خواهیم نمود. در ادامه آنالیز ریاضی حاکم بر سیستمهایی   با تقارن  استوانه ای متشکل از دی الکتریک های دولپه ای مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرند. الگوی ریاضی مطروحه را در موجبراستوانه ای  فلزی با حضور یک میله ی دی الکتریک دولپه ای بکار خواهیم برد و معادلات پاشندگی امواج را در این پیکربندیِ جدید مورد بررسی قرار میدهیم. عوامل موثر در الگوهای پاشندگی همچون گذردهی الکتریکی ، شعاع ناحیه ی دی الکتریک ، و شعاع فلز مورد بررسی قرار خواهند گرفت.در نهایت اثبات خواهیم نمود این پیکربندی جدید میتواند در تولید امواج آهسته تر نسبت به  وضعیت های مشابه ، بهتر عمل نماید.

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                             صفحه

1فصل اول 1

1-1مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………….1

1-2 معادلات حاکمه موج………………………………………………………………………………………………………………..3

1-3 موجبر مستطیلی با محیط خلاء………………………………………………………………………………………………3

1-4 میدان الکتریکی عرضی در موجبر مستطیلی و بررسی امواج آهسته………………………………………..7

1-5 میدان مغناطیسی عرضی در موجبر مستطیلی…………………………………………………………………………11

1-6 موجبرهای قطعه ی دی الکتریک………………………………………………………………………………………………13

1-7 سیتم مختصات استوانه ای………………………………………………………………………………………………………..16

1-8 مدهای میدان الکتریکی عرضی در مختصات استوانه ای……………………………………………………….20

1-9 استوانه ی دی الکتریک………………………………………………………………………………………………………………22

1-9-1 مدهای HEM برای  ………………………………………………………………………………………………….23

1-9-2 مدهای HEM برای  …………………………………………………………………………………………………24

    2 فصل دوم…………………………………………………………………………………………………..26

2-1 بررسی مبانی کوپل شدگی……………………………………………………………………………………………………………26

2-2 مثالی از جفت شدگی……………………………………………………………………………………………………………………29

2-3 موجبر دی الکتریک با سطح مقطع برش داده شده…………………………………………………………………….30

2-4 آنالیز موجبر دایروی برش داده شده……………………………………………………………………………………………..31

  3 فصل سوم……………………………………………………………………………………………..39

3-1 موجبر استوانه ای فلزی متشکل از میله ی دی الکتریک دو لپه ای …………………………………………39

3-2آنالیز موجبر استوانه ای فلزی متشکل از میله ی دی الکتریک دو لپه ای………………………………………40

3-3 بدست آوردن رابطه ی پاشندگی…………………………………………………………………………………………………….47

    4 فصل چهارم…………………………………………………………………………………………….50

نتایج بدست آمده و مقایسه ی نمودراها………………………………………………………………………………………………50

       مرور و نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………..56

توسعه ی کار…………………………………………………………………………………………………………………………………………..57

پیوست…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..58

منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………60

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                             صفحه

شکل(1-1) ساختارهای مختلف موجبرها…………………………………………………………………………………………….1

شکل(2-1) سیستم مختصات مستطیلی و بردارهای یکه ی آن………………………………………………………….3

شکل(3-1) موجبر مستطیلی که در جهت محورz کشیده شده است………………………………………………….7

شکل(4-1) مدل بازتاب مد  ……………………………………………………………………………………………………..10

شکل(5-1) موجبر دی الکتریک مستطیلی………………………………………………………………………………………….13

شکل(6-1) موجبر استوانه ای با سطح مقطع دایروی………………………………………………………………………….16

شکل(7-1)  پیکربندی های میدان مدهای   و/یا   در یک موجبر دایروی……………………..22

شکل(8-1) هندسه ی موجبر دی الکتریک دایروی…………………………………………………………………………….23

شکل(1-2) موجبرهای دی الکتریک با سطح مقطع برش داده شده…………………………………………………..31

شکل(2-2الف) گراف های پاشندگی در یک موجبر دی الکتریک استوانه ای برش خورده………………..37

شکل(2-2ب) گراف های پاشندگی در یک موجبر دی الکتریک استوانه ای برش خورده………………….38

شکل(1-3) موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دو لپه ای………………………………………………39

شکل (2-3الف) شعاع های انحنای موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دولپه ای……………41

شکل(2-3ب) زاویه ی بحرانی موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دولپه ای……………………41

شکل(1-4) نمودار موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دو لپه ای که حجم دی الکتریک

بالاتر، بیشتر است…………………………………………………………………………………………………………………………………….51

شکل(2-4)  نمودار موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک یکسان………………………………………..52

شکل(3-4) نمودار موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دو لپه ای که حجم دی الکتریک

بالاتر، کمتر است………………………………………………………………………………………………………………………………………53

شکل(4-4) نمودار موجبر استوانه ای فلزی با میله ی دی الکتریک دو لپه ای که شعاع آن افزایش یافته است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….54

شکل (5-4) مقایسه ی عددی نمودارها…………………………………………………………………………………………………..55

 

 

 

 

 

 

1               فصل اول

1-1       مقدمه

موجبر[1] یا هادی موج ساختاری است که امواجی چون امواج الکترومغناطیسی و امواج صوتی را هدایت می کند{1}و به طور موثر برای انتقال توان الکترو مغناطیسی از یک نقطه به نقطه ی دیگر در فضا مورد استفاده قرار می گیرد.برای هر نوع موج انواع گوناگونی هادی موج وجود دارد. موجبرها در شکل هندسی تفاوت دارند که می توانند انرژی را در یک بعد محدود کنند . موجبرهای مختلف برای فرکانس های مختلف مورد نیاز است{3-2} بعضی از ساختارهای رایج موجبر در شکل زیر نشان داده شده است(شکل1-1) ،  که به ترتیب از چپ به راست شامل یک کابل هم محور، دو خط سیم ، خطوط انتقال میکرو باریکه ، موجبرهای رسانای تو خالی و فیبرهای نوری هستند.{2} .

شکل (1-1) .ساختارهای مختلف موجبرها {2}

 

در عمل انتخاب ساختار بستگی به باند فرکانس عامل ، مقدار توان برای انتقال دادن ، مقدار تلفات انتقال که می توان عمل کرد ، دارد{2}.

کابل های هم محور به طور وسیعی برای اتصال مؤلفه های RF  استفاده می شود . در  عمل عملکرد آنها برای فرکانس های زیر 3 گیگاهرتز است. در این نوع موجبر ها تلفات انتقال به علت گرم شدن رساناهای محورها و دی الکتریک بین رساناها زیاد است {2}.خطوط دو سیم به علت اینکه غلاف[2] ندارند و تابش می کنند در فرکانس های میکرو ویو استفاده نمی شوند .یک مورد استفاده آنها در اتصال آنتن های خانگی به دستگاه های تلویزیون است .خطوط انتقال میکرو باریکه به طور گسترده در مدارهای یک پارچه میکرو ویو استفاده می شود.موجبرهای مستطیلی[3] معمولا برای انتقال مقادیر زیادی از توان میکرو ویو در فرکانس های بالاتر از 3 گیگاهرتز استفاده می شود .برای مثال در 5 گیگا هرتز ،توان انتقال داده شده ممکن است 1 مگا وات و افت قدرت موج فقط   باشد{4-2}.

فیبر های نوری در فرکانسهای فرو سرخ و مرئی عمل می کند ، در واقع پهنای باند خیلی زیادی دارند.اتلاف در آنها خیلی کم است ، به طور نمونه  . توان انتقال داده شده در حد میلی وات است{2} .

موجبر های با سطح مقطع دایروی[4] نسبت به موجبر هایی با سطح مقطع مستطیلی اتلاف انتشار کمتری دارند{5}. موضوع انتشار امواج الکترومغناطیس در موجبر های استوانه ای به دلیل استفاده از آن در صنایع مخابراتی و اطلاع رسانی ، مورد علاقه ی مهندسان و محققان فراوانی بوده است{9-6}. پیکربندی های مختلف برای موجبرهایی از این دسته وجود دارند که بسته به کاربرد آنها مورد استفاده قرار میگیرند{12-10}. ازجمله ی این پیکربندی ها میتوان به استفاده از آنها به عنوان آنتن نیز اشاره نمود  {15-13}. آنتنها ی دی الکتریک  به دلایل مختلف از جمله قابلیت هدایت بدون اتلافشان  مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته شده است و بررسی معادلات حاکمه ی بر آنها موضوع جدیدی است که دهه های اخیر محققان به آن پرداخته اند{17-16} . آقای Soon-ChulYang و همکارانشان  در مقاله ای در سال 1995 در ژورنال APPLIEDOPTICS  در شماره ی Vol.34,No.33  پیکربندی ای که در آن از موجبر دی الکتریک برش خورده به عنوان موجبر استفاده نموده اند ، بحث کرده اند{18}.

این رساله در چهار فصل ارائه می گردد، بدین ترتیب که :

در فصل اول به بررسی موجبرهای مستطیلی ، معادلات پاشندگی ، انتشار امواج الکتریکی و مغناطیسی عرضی در آنها و همچنین تولید امواج آهسته می پردازیم .  سپس در فصل دوم مبانی کوپل شدگی[5] و موجبری را که استوانه ی دی الکتریک برش داده شده است را بررسی می کنیم . در فصل سوم موجبری را آنالیز می کنیم که استوانه ای فلزی متشکل از یک میله ی دی الکتریک دو لپه ای در محور آن برای تولید امواج آهسته[6] است . در فصل چهارم گراف های پاشندگی این موجبر را در حالت های مختلف رسم میکنیم.

waveguide[1]

[2] shield

[3] rectangular waveguide

[4] Circular cross section

[5] coupling

[6] Slow Waves

تعداد صفحه : 86

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید