طراحی، شبیه سازی و ساخت یک آنتن جدید قابل کاشت در بدن برای کاربرد های پزشکی
چکیده
در این پایان نامه یک طرح جدید از آنتن مایکرواستریپ مونوپل پهن باند با پلاریزاسیون دایروی ارائه شده است. در این آنتن که شبیه به نواری دایروی شکل می¬باشد از یک بازوی ال - شکل چسبیده به تشعشع کننده و یک شکاف ال- شکل در گوشه ¬ی زمین جهت ایجاد پلاریزاسیون دایروی استفاده شده است و برای افزایش دادن پهنای باند نسبت محوری آنتن(ar) یک مربع ناقص در گوشه چپ بالای آنتن دایروی شکل ایجاد شده است. برای ایجاد تطبیق امپدانسی بهتر در داخل خط تغذیه دو شکاف مستطیلی شکل طراحی شده است و همچنین دواستاپ مستطیل شکل داخل تشعشع کننده¬ی دایروی شکل تعبیه شده است. این آنتن روی یک زیر لایه از جنس fr4 به ابعاد 1×20×20 میلی متر مکعب ساخته شده و در آزمایشگاه آنتن دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی پارامتر¬های تشعشعی آن، از قبیل پهنای باند امپدانسی، پهنای باند نسبت محوری و پترن¬ های تشعشعی مورد آزمایش قرار گرفته است. با توجه به نتایج اندازه گیری، پهنای باند امپدانسی کسری این آنتن%108 از فرکانس 2 تا 7/6 گیگاهرتز می¬ باشد و پهنای باند نسبت محوری کسری آن در باند اول %80 از فرکانس5/3-5/1 گیگاهرتز بوده و در باند دوم%.5/8 از فرکانس45/5-5 گیگاهرتز می باشد که به صورت پلاریزاسیون دایروی تشعشع می ¬کند. آنتن ارائه شده در این پایان نامه از بسیاری از آنتن ¬های طراحی شده پیشین با این ابعاد دارای پهنای باند نسبت محوری بیشتری می¬ باشد. این آنتن برای کاربرد در سیستم ¬های بی¬ سیم در محدوده ¬ی فرکانسی 35/5-15/5 گیگاهرتز و برای کاربرد¬های پزشکی در باند 4/2 تا 6/2 مناسب می¬ باشد. به دلیل داشتن پلاریزاسیون دایروی می توان از دو حامل عمود بر هم برای ارسال اطلاعات استفاده کرد و از مزایای مدولاسیون qam برخوردار شد و این یعنی نرخ ارسال اطلاعات دو برابر خواهد شد و همچنین چون پهنای باند نسبت محوری این آنتن عریض می باشد، نرخ ارسال اطلاعات بیشتر هم خواهد شد. بنابراین می توان از این آنتن در سیستم¬ های مخابراتی¬ای که با سخت افزار کمتر نیاز به سرعت بالای ارسال اطلاعات دارند، استفاده کرد. این آنتن به خاطر تشعشع امواج به صورت پلاریزاسیون دایروی کارایی بهتری در شرایط جوی نا¬مناسب، نسبت به امواج با پلاریزاسیون خطی از خود نشان خواهد داد و با بهبود مشخصات تشعشعی می تواند در سیستم¬ های مخابراتی پیشرفته که نسبت به تغییرات جوی حساس هستند، به کار گرفته شود. مانند رادار تعقیب، نیروی دریایی، مخابرات ماهواره¬ ای، سیستم موقعیت یاب جهانی(gps) و سیستم ¬های موبایل. همچنین در استفاده از این آنتن دیگر نیاز نخواهیم داشت تا آنتن- های فرستنده و گیرنده را در امتداد امواج میدان الکتریکی تنظیم کنیم به عبارت دیگر ضریب اتلاف پلاریزاسیون نخواهیم داشت و اثر چند مسیرگی کاهش خواهد یافت. این آنتن در محدوه ¬ی پهنای باند نسبت محوری از بهره ¬ی مناسب و ثابتی برخوردار است بنابراین می¬ تواند برای کاربرد در سیستم ¬های بی- سیم در محدوده ¬ی فرکانسی ghz35/5-15/5 و کاربرد¬های پزشکی در باند ism در محدوده ی باندghz6/2-4/2 استفاده کرد.
