تماس و مشورت با مدرس دوره : 09153516772

چکیده:

 

در این مطالعه پس از بررسی جاذب‌های باند میلیمتری، سطوح انتخابگر فرکانس (FSS )، به‌طور خاص مورد بررسی قرار گرفته است. می‌توان با استفاده از این سطوح، جاذب‌هایی با ضخامت کم و پهنای باند خیلی زیاد طراحی کرد. در این کار برای تحلیل FSS، روشی جدید بیان شده که می‌توان از آن برای طراحی و تحلیل جاذب موج الکترومغناطیسی استفاده کرد. این روش کلی بوده و برای سطوح چند لایه، اعم از FSS با سطوح فلزی و FSS تشکیل شده از حفره‌ها به‌کار می‌رود. روش مطرح شده در این مطالعه، محدود به FSS نیست و می‌توان از آن برای پیداکردن میدان‌های پخش شده از دیگر اجسام هادی دو بعدی نیز استفاده کرد؛ به‌عنوان مثال، سطح مقطع راداری یک دیسک هادی، با نسبت قطر به طول موج‌های مختلف به‌دست آورده شده و نتایج حاصل، با نتایج مقالات قبلی تأیید شده است. مزیت اصلی این روش، زمان اجرای کوتاه آن توسط کامپیوتر بوده که امکان استفاده از آن را در الگوریتم‌های بهینه‌سازی فراهم می‌کند. در فصلی جداگانه از این مطالعه، روش تحلیل سطوح انتخابگر فرکانس با نرم‌افزار HFSS توضیح داده شده است که می‌توان با استفاده از آن، نتایج حاصل از این روش جدید را با نتایج نرم‌افزار HFSS مقایسه کرد.

 

 

فهرست:

فهرست علایم و نشانه‌ها  ‌ج

فهرست جدول‌ها ‌د

فهرست شکل‌‌ها  ‌ه

فصل ۱- جاذب های موج میلیمتری           ۱

۱-۱-      مقدمه   ۱

۱-۲-      لایه های مقاومتی شفاف ۲

۱-۳-      بررسی جاذب باند W با استفاده از پرمالوی          ۵

۱-۴-      جاذب های متامتریال     ۷

۱-۵-      جاذب با استفاده از سطح انتخابگر فرکانس ۹

۱-۶-      جاذب موج میلیمتری با استفاده از فریت شش ضلعی نوع M          ۱۲

فصل ۲- سطوح انتخابگر فرکانس   ۱۶

۲-۱-      مقدمه   ۱۶

۲-۲-      معرفی سطوح متناوب     ۱۶

۲-۲-۱-  تاریخچه ای مختصر          ۱۶

۲-۳-      معرفی مدهای فلوکه در آرایه های بی نهایت         ۱۷

۲-۳-۱-  تبدیل فوریه      ۱۸

۲-۳-۲-  سری فوریه برای توابع متناوب    ۱۸

۲-۳-۳-  سری فلوکه        ۲۰

۲-۳-۴-  معرفی سری فلوکه دوبعدی        ۲۱

۲-۴-      آرایه های فعال و غیر فعال         ۲۳

۲-۵-      آرایه های تشکیل شده از سطوح فلزی و آرایه های روزنه ای           ۲۳

۲-۶-      لوب های اضافی ۲۴

۲-۷-      سطوح انتخابگر فرکانس   ۲۴

۲-۷-۱-  المان های FSS  ۲۴

۲-۷-۲-  اندازه المان ها   ۲۶

۲-۷-۳-  اثر بارگذاری دی الکتریک           ۲۷

۲-۷-۴-  مدار معادل سطح انتخابگر فرکانس           ۳۰

۲-۷-۴-۱-           آرایه ای از سطوح فلزی   ۳۰

۲-۷-۴-۲-           آرایه ای از نوارهای هادی           ۳۴

۲-۷-۵-  مواد به کار رفته در ساخت سطوح گزینشگر فرکانس ۳۵

فصل ۳- شبیه سازی سطوح متناوب با استفاده از نرم افزار HFSS      ۳۷

۳-۱-      مقدمه   ۳۷

فصل ۴- روش جدید به کار رفته در این مطالعه برای تحلیل FSS       ۴۳

۴-۱-      فرمول بندی ریاضی       ۴۳

۴-۲-      تحلیل جاذب مبتنی بر FSS بر اساس روش جدید پیشنهادی          ۵۳

۴-۳-      تحلیل جاذب چند لایه     ۵۶

۴-۴-      تحلیل و مقایسه FSS خازنی         ۵۸

۴-۵-      تحلیل جاذب امواج میلیمتری GHz110-75           ۶۱

۴-۶-      طراحی و تحلیل جاذب امواج میلیمتری GHz 60-30           ۶۳

فصل ۵- نتیجه‌گیری و پیشنهادها  ۶۶

۵-۱-      نتیجه‌گیری        ۶۶

۵-۲-      پیشنهادات        ۶۷

فهرست مراجع    ۶۹

فهرست علایم و نشانه‌ها

عنوان   علامت اختصاری

تابع بسل          

فرکانس

عدد موج فضای آزاد       

تابع گرین

 

فهرست جدول‌ها

عنوان   صفحه

جدول ‏۱ ۱: گذردهی نسبی مختلط و ضخامت لایه های جاذب ۴

جدول ‏۱ ۲ : مقادیر سلول منفرد متامترالت           ۸

جدول ‏۳ ۱: پارامترهای سطح انتخابگر فرکانس به عنوان جاذب         ۳۹

جدول ‏۳ ۲: پارامترهای مربوط به یک سطح انتخابگر فرکانس به عنوان جاذب  ۴۰

جدول ‏۴ ۱ : مقادیر RC جاذب خازنی         ۶۰

جدول ‏۴ ۲: ضخامت لایه های سطح خازنی   ۶۱

جدول ‏۴ ۳: مقادیر RC پچ های مربعی شکل در جاذب دو لایه خازنی  ۶۱

جدول ‏۴ ۴: مشخصات ساختمانی جاذب دو لایه برای جذب در محدوده GHz 60-30     ۶۳

 

فهرست شکل‌‌ها

عنوان   صفحه

شکل ‏۱ ۱: یک نمونه جاذب لایه شفاف ۱۲ لایه [۵]   ۳

شکل ‏۱ ۲: مدار معادل جاذب لایه شفاف [۵]          ۴

شکل ‏۱ ۳: خواص جذبی جاذب لایه شفاف [۵]        ۵

شکل ‏۱ ۴: (الف) جاذب پرمالوی، (ب)جاذب قرار گرفته در موجبر، (ج) موجبر مورد استفاده [۷]            ۶

شکل ‏۱ ۵: بازتابش از جاذب پرمالوی برای باند W [7]        ۷

شکل ‏۱ ۶: الف: تشدیدکننده حلقوی، ب: نوار تزویج مغناطیسی، ج: یک سلول تنها از متامترالع [۱۰]   ۸

شکل ‏۱ ۷: خاکستری کمرنگ (سبز به صورت آنلاین) بیانگرو خط سیاه(قرمز به صورت آنلاین) بیانگراست که از صفر تا یک رسم شده اند(محور سمت چپ). Tω (خط خاکستری، آبی به صورت آنلاین) از صفر تا % ۵ رسم شده است [۱۰].   ۹

شکل ‏۱ ۸: دو ساختار سطح انتخابگر فرکانس که در مرجع [۱۱] معرفی شده اند.          ۱۱

شکل ‏۱ ۹: شدت جذب جاذب های مختلف FSS [11]           ۱۱

شکل ‏۱ ۱۰: فریت شش ضلعی نوع M [12]           ۱۲

شکل ‏۱ ۱۱: شماتیک اندازه گیری شدت جذب [۱۲]           ۱۳

شکل ‏۱ ۱۲: پارامترهای ساختمانی برای یک ترکیب فریتی که در [۱۲] با اندازه گیری به دست آمده است.      ۱۵

شکل ‏۱ ۱۳: شدت جذب برای یک ترکیب فریت [۱۲]         ۱۵

شکل ‏۲ ۱: مقایسه طیف تابع متناوب با طیف تابع غیر متناوب          ۲۰

شکل ‏۲ ۲: نمودار شبکه متناوب    ۲۲

شکل ‏۲ ۳ : نمونه دو آرایه مکمل   ۲۳

شکل ‏۲ ۴: یک سطح انتخابگر فرکانس در حالت کلی ۲۵

شکل ‏۲ ۵: انواع المان های به کار رفته در FSS        ۲۶

شکل ‏۲ ۶: اثر دی الکتریک در تغییرات فرکانس تشدید FSS           ۲۸

شکل ‏۲ ۷: تأثیر دی الکتریک بر فرکانس تشدید    ۲۹

شکل ‏۲ ۸: (الف) آرایه ای متناوب از نوار ها. (ب) آرایه ای از پچ های مربعی ۳۰

شکل ‏۲ ۹: (الف) مدل خط انتقال برای آرایه ای از پچ ها در فضای آزاد. (ب) مدل خط انتقال برای حالتی که پچ ها روی دی الکتریکی باشند که پشت آن فلز است.      ۳۳

شکل ‏۲ ۱۰: مقایسه نمودارهای به دست آمده برای بازتابش از سطح مربعی [۱۵].      ۳۴

شکل ‏۲ ۱۱: (الف) آرایه ای از نوارها با ضخامت کم، (ب) آرایه مکمل (الف)   ۳۵

شکل ‏۳ ۱: نسبت دادن شرایط مرزی مستر و اسلیو در نرم افزار HFSSبه یک سلول منفرد از سطح متناوب         ۳۸

شکل ‏۳ ۲: افت بازگشتی جاذب FSS دایروی          ۳۹

شکل ‏۳ ۳: نمودار بازتابش FSS برای محدوده GHz60-30    ۴۱

شکل ‏۳ ۴: یک سلول تنها از FSS روزنه ای ۴۱

شکل ‏۳ ۵: نمودار اندازه پارامترهای S11 و S21 برای FSS لوزی شکل           ۴۲

شکل ‏۴ ۱: بررسی اسکترینگ از یک دیسک هادی   ۴۶

شکل ‏۴ ۲: مقایسه جریانهای به دست آمده ناشی از برخورد عمودی موج صفحه ای(a=2λ ) که میدان الکتریکی آن موازی محور y است. سمت راست HFSS، سمت چپ روش این مطالعه.        ۴۹

شکل ‏۴ ۳ : RCS بی استاتیک به دست آمده از روشهای مختلف (بالا)، نتایج روش پیشنهادی (پایین). ۵۰

شکل ‏۴ ۴: مقایسه سطح مقطع راداری در صفحه xz برای inch2a= و GHz10 f= 51

شکل ‏۴ ۵: مقایسه سطح مقطع راداری در صفحه yz برای inch2a= و GHz10 f= 52

شکل ‏۴ ۶: مقایسه سطح مقطع راداری در صفحه yz برای cm2a= و GHz6 f=     ۵۲

شکل ‏۴ ۷: ساختار یک FSS که در معرض تابش یک موج صفحه ای قرار گرفته است.     ۵۳

شکل ‏۴ ۸: یک سلول منفرد از FSS دو لایه ۵۸

شکل ‏۴ ۹ : هندسه سطح انتخابگر فرکانس خازنی و مدار معادل آن   ۶۰

شکل ‏۴ ۱۰: مدار معادل سطح انتخابگر فرکانس معرفی شده در مرجع [۳۰]    ۶۰

شکل ‏۴ ۱۱: مقایسه روش پیشنهادی این مطالعه در محاسبه بازتابش جاذب خازنی با نتیجه نرم افزار HFSS       ۶۱

شکل ‏۴ ۱۲: یک سلول تنها از جاذب مطرح شده در مرجع [۱۱]         ۶۲

شکل ‏۴ ۱۳: مقایسه روش به کار رفته در این مطالعه با نتیجه مرجع [۱۱] در طراحی جاذب امواج میلیمتری         ۶۲

شکل ‏۴ ۱۴: مقایسه شدت جذب به دست آمده از جاذب به روش این مطالعه با نتیجه HFSS     ۶۴

 

مقدمه

نقش و اهمیت انرژی در دنیای کنونی بر کسی پوشیده نیست و انرژی در انواع آن یکی از عوامل بسیار مؤثر در فرآیند رشد و توسعه کشورها محسوب می گردد . از طرفی دیگر عوامل بسیاری همچون بحران کمبود انرژی در جهان و محدودیت منابع انرژی به دلیل تجدید ناپذیر بودن آن ، استفاده از انرژی های فسیلی که باعث افزایش آلودگی های زیست محیطی می شود، بالا بردن رشد جمعیت و نیاز به تقاضای بیشتر انرژی ، رشد بالای مصرف انرژی به دلیل الگوی نا صحیح مصرف انرژی و اتلاف فراوان آن، عدم وجود سیستم های بازیافت انرژی، وجود صنایع و کارخانجات فرسوده، هزینه های بالای انرژی در چرخه تولید و بار منفی آن بر قیمت تمام شده محصولات و اقتصاد ملی، دست اندرکاران و سیاستگذاران بخش انرژی را بر آن داشته است تا چاره ای جهت رویارویی با چالش های فوق بیاندیشند بهینه سازی انرژی یکی از ابزارهای اصلی و مؤثر جهت دستیابی به توسعه پایدار در سراسر جهان محسوب می گردد . منظور از بهینه سازی انرژی ، انتخاب الگوی صحیح و ایجاد و به کارگیری روش ها و سیاست های درست در تولید و مصرف انرژی است که علاوه بر تضمین استمرار رشد اقتصادی ، موجب کاهش تخریب منابع انرژی و نیز کاهش اثرات سوء ناشی از استفاده ناصحیح انرژی بر محیط زیست و جامعه می گردند. کاهش مصرف انرژی و در پی آن هزینه های تولید ، حفظ و بقای منابع ارزشمند انرژی برای نسل های آینده، فراهم نمودن زمینه های بهتر برای رقابت صنایع در بازارهای بین المللی و ارتقای سطح رفاهی مصرف کنندگان خدمات انرژی، همه از جمله مزایای بهینه سازی لرزی محسوب می گردند . ارایه راهکار های اجرایی در قالب استانداردهای ملون به تولید و مصرف کنندگان بخش انرژی می تواند یکی از کارآمدترین و ساده ترین راهکارها جهت انتخاب الگوی صحیح و گلم گذاشتن در مسیر بهینه سازی انرژی باشد. آموزش و آگاه سازی، استفاده از سیاست های حمایتی و تر غیبی و برخی ابزارهای انگیزشی۔ بازدارنده از دیگر راهکارهایی هستند که ارایه و ترویج آنها توسط دولت بسیار ضروری می باشد . همچنان که در سال های اخیر، به ویژه از سال ۱۳۸۸ ، که سال اصلاح الگوی مصرف نامیده شد ، فعالیت های مربوط به بهینه سازی مصرف انرژی در کلیه بخش های اقتصادی ایران توجه شایانی را به خود معطوف نموده که از آن میان می توان به تدوین استانداردها و معیارها، توسعه فناوری های صرفه جویی انرژی ، تحقیق و توسعه ، آموزش و اطلاع رسانی در اکثر بخش های اقتصادی کشور اشاره نمود.

۱-۱مدیریت انرژی

۱-۱-۱مفهوم مدیریت انرژی

مدیریت انرژی به مجموعه روش ها و اقداماتی گفته می شود که در سیستم های مختلف با هدف مصرف صحیح انرژی و حداکثر نمودن منافع با حداقل سازی هزینه ها بدون کاهش کیفیت محصولات یا خدمات انجام می شود.

کاهش آلودگی های محیط زیست ناشی از مصرف انرژی نیز یکی از اهداف مهم مدیریت انرژی است. با اعمال مدیریت انرژی در یک کارخانه با شرکت می توان به منافع زیر دست یافت:

-کاهش هزینه های انرژی

-بهینه سازی تولید و مصرف انرژی

-ارائه تصویری دقیق از وضعیت مصرف انرژی به مدیران، کارکنان، مشتریان و سهام داران .

-حفظ محیط زیست و کاهش آلودگیهای ناشی از مصرف انرژی

– مشارکت بیشتر کارکنان شرکت در مسائل انرژی

 

در واقع می توان گفت مدیریت انرژی روشی برای اطمینان خاطر از کاربرد منطقی انرژی در یک سیستم است. تجربه نشان داده است که اغلب شرکت ها با اعمال مدیریت انرژی مستمر و مداوم میتوانند در سال اول اجرای برنامه، مصرف انرژی را بین ۱۰ تا ۱۵ درصد و حتی بیشتر کاهش دهند.

۲ – ۱۰۱ اهداف مدیریت انرژی

مدیریت انرژی در هر سیستم به دنبال دستیابی به اهداف زیر است :

بهبود کارآیی (بازده) انرژی، کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش کلیه هزینه ها و ایجاد گسترش ارتباطات صحیح میان بخش های مختلف در امور انرژی

 

توسعه روشهای مؤثر اطلاع رسانی، گزارش دهی و مدیریتی برای استفاده معقول و

منطقی از انرژی

جستجوی روشهای بهینه برای افزایش بازده سرمایه گذاریهای انرژی از طریق تحقیق وتوسعه

  • افزایش منافع و تخصیص آن به برنامه مدیریت انرژی

کاهش اثرات ناشی از کمبود یا وقفه در عرضه انرژی بر روی عملکرد سیستم

 

۳ – ۱۰۱ مدیر انرژی

برای موفقیت در یک برنامه مدیریت انرژی ، تعیین مدیر انرژی یکی از مهمترین اقدامات به شمار می رود. نقش مدیر انرژی، مدیریت نیازهای جاری و آتی انرژی سیستم، بویژه در زمان بروز بحران عرضه و نواسانات قیمت انرژی می باشد. مدیر انرژی با تمرکز بر روی جنبه های فنی و غیرفنی انرژی سعی در حل مشکلات موجود بر اساس ایده ها و راهکارهای مناسب و جدید دارد

ویژگی های یک مدیر انرژی عبارتند از :

– داشتن مهارت در زمینه مشاوره، گفتگو، مذاکره و هر نوع ارتباطات .

-مهارت کافی در زمینه مدیریت پروژه .

-اطلاع کامل از هزینه ها و ساختار انرژی .

-آشنایی با سیستم های مهندسی و فن آوری های افزایش بازده انرژی .

-دارای ظرفیت کافی در امر یادگیری و آموزش

– دانش و تجربه کافی در زمینه های مدیریتی

یک مدیر انرژی مسئولیت اجرای امور زیر را به عهده دارد :

ارتباط انرژی با سیستم های کلیدی مدیریت مانند ایزو ۱۴۰۰۱ ، برنامه کاهش گازهای گلخانه ای ، سیستم های کیفیت و سیستم های امنیتی، بهداشتی و اطلاع رسانی مدیریتی و کنترل بر روی روشهای بهره برداری از انرژی و حصول اطمینان از مصرف انرژی به طریق منطقی و اقتصادی

– اندازه گیری و ارزیابی عملکرد انرژی و مقایسه آن با روند مصرف در سالهای گذشته

– ارائه گزارش از عملکرد انرژی بصورت ساده و روشن به مدیران و مسئولین شرکت .

– توجه به ایده ها و نظرات کارکنان و درگیر ساختن بیشتر آنها با مسائل انرژی

 

– توسعه مدیریت انرژی در شرکت و دستیابی به روشهایی با بازدهی بهتر

– تعهد به توسعه پایدار و کاهش آلودگی ناشی از گازهای گلخانه ای

از آنجایی که تمام استعدادهای لازم برای موفقیت در برنامه مدیریت انرژی، در شخص مدیر انرژی وجود ندارد، لذا بهتر است گروهی متشکل از دو بخش، کمیته فنی (برای هدایت امور فنی) و کمیته راهبری (برای ایجاد ارتباط بین سطوح مدیریت انرژی)، مدیر انرژی را در انجام وظایف محوله یاری رسانند.

نتیجه گیری:

ازنظر اقتصادی انجام این پروژه مستلزم هزنیه سرمایه گذاری خواهد بود که البته درآمدهای قابل حصول از انجام این پروژه بیانگر این است که نرخ بازگشت سرمایه وسود طرح پیشنهادی برای شرکت پالایش نفت اصفهان کاملا توجیه اقتصادی خواهد داشت.

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

رایگان – خرید

————————————————————————————————————————————–