عنوان پایان‌نامه
ارائه ساختار بهبود یافته برای طبقه ورودی یک سیستم دو طرفه همزمان
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78377;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1299;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78377;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1299
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- شرمان شکوهی
- استاد راهنما
- محمود شاه آبادی
- چکیده
- در مدار طبقه ورودی یک سیستم مخابراتی دو طرفه همزمان (full-duplex) معمولاً از یک سیرکولاتور جهت جلوگیری از ورود سیگنال ارسالی به درون تقویت کننده کم نویز گیرنده استفاده می شود. در اینجا برای بهبود ایزولاسیون فرستنده-گیرنده در سیستم دو طرفه همزمان و حذف سیرکولاتور، یک ساختار شامل دو آنتن جداگانه یکی برای فرستنده و دیگری برای گیرنده پیشنهاد داده ایم. لازم به ذکر است که در یک سیستم مبتنی بر سیرکولاتور، حتی اگر سیرکولاتور ایده آل باشد، تلفات بازگشتی آنتن، که حدود 15 تا dB20 است، حد بالائی بر ایزولاسیون بین فرستنده و گیرنده اعمال می کند. با استفاده از معماری سیستم دو طرفه همزمان پیشنهادی در این پروژه، می توان ایزولاسیون فرستنده-گیرنده را نسبت به آنچه ذکر شد بهبود بخشید و به ایزولاسیون با مقدار بیشتر از تلفات بازگشتی آنتن دست یافت. در این تحقیق، ما دو آنتن جداگانه برای ارسال و دریافت طراحی و بر روی کاهش تزویج متقابل بین آنها تمرکز کرده ایم تا بتوانیم از آن ها به عنوان آنتن های فرستنده-گیرنده یک سیستم ارتباطی دو طرفه همزمان استفاده کنیم. برای این منظور، ما ساختار زمین الگودهی شده (DGS) بر روی زیرلایه های مختلف را به عنوان وسیله ای برای کاهش تزویج متقابل مورد مطالعه قرار دادیم. برای تجزیه و تحلیل و طراحی دو آنتن و نیز ساختار کاهش دهند? تزویج متقابل، از یک نرم افزار تجاری حل مسائل الکترومغناطیس (EM) مبتنی بر تحلیل اجزاء محدود استفاده کردیم. پس از بررسی نتایج محاسبات عددی، تصمیم به طراحی دو آنتن با پلاریزاسیون متعامد بر روی زیرلایه Rogers RO4003 گرفتیم. ساختارهای گوناگونی از آنتن های طراحی شده ساخته و در آزمایشگاه تأیید نمونه آنتن دانشگاه تهران، اندازه گیری شدند. نتایج اندازه گیری کاهش قابل توجه تزویج متقابل در مقایسه با سیستم دوطرفه همزمان مبتنی بر سیرکولاتور را نشان می دهد. تزویج متقابل اندازه گیری شده در ساختار پیشنهادی کمتر از dB48- برای یک سیستم دوطرفه همزمان در فرکانس GHz4/2 است. این نتیجه با نتایج محاسبات ما برای دو آنتن مایکرواستریپ با پلاریزاسیون متعامد بر روی زیرلایه Rogers RO4003 تطابق خوبی نشان می دهد.
- Abstract
- The front-end circuit of a full-duplex communication system commonly utilizes a circulator to prevent the transmitted signal from entering the low-noise amplifier of the receiver. In order to improve the transmitter-receiver isolation and to avoid circulators, we propose a full-duplex architecture with two separate antennas for the transmitter and receiver. In a circulator-based system, even for an ideal circulator, the limited return-loss of the antenna, which is about 15 to 20 dB, puts an upper bound on the transmitter-receiver isolation. By using the proposed full-duplex architecture, one can improve the transmitter-receiver isolation beyond the above mentioned upper bound, i.e., more than the antenna return-loss. In this research, we design two separate antennas and concentrate on reduction of their mutual coupling such that they can be exploited as the transmit and receive antennas of a full-duplex communication system. To this end, we studied Defected Ground Structures (DGS) on various substrates as a means of mutual-coupling reduction of the transmit and receive antenna. To analyze and design the two antennas as well as the structure for mutual-coupling reduction, we used a commercial electromagnetic (EM) solver operating based on the finite-element method.¬ After studying the results of our EM computation, we decided to design two orthogonally polarized antennas on a Rogers RO4003. Various configurations of the designed antennas are fabricated and measured in the Antenna Lab. of the School of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran. The measurement results show a considerable reduction of mutual coupling in comparison with that of a circulator-based full-duplex system. The measured mutual coupling in the proposed architecture is better than -48 dB for a 2.4 GHz full-duplex system. This result is in good agreement with our computation results for two orthogonally microstrip patch antennas on a Rogers RO4003 substrate. Key words: Full duplex, mutual coupling, self-interference, Defected Ground Structure (DGS), mutually coupled microstrip antennas.
