پروژه آنتن و شبکه های بیسیم

2_1: تاریخچه:

از آغاز تمدن بشری مخابرات اهمیت اساسی را برای جوامع انسانها داشته است. که در مراحل ابتدایی مخابرات توسط امواج صوتی از طریق صدا صورت گرفت. و سپس در مسافت طولانی تر از ابزارهای مخابراتی نوری که از قسمت مرئی طیف الکترومغناطیسی است، استفاده شده و تنها در تاریخ اخیر بشر است که طیف الکترومغناطیسی خارج از ناحیه مرئی برای ارتباطات راه دور از طریق امواج رادیویی به کار برده شده است.

 آنتن رادیویی یک قطعه اساسی در هر سیستم رادیویی می باشد. یک آنتن رادیویی یک ابزاری است که امکان تشعشع یا دریافت امواج رادیویی را فراهم می سازد.

همانطوری که می دانیم یکی از بزرگترین منابع انسان طیف الکترومغناطیسی است و آنتن ها دراستفاده ازاین منبع طبیعی نقش اساسی را ایفا کرده اند.حال تاریخچه مختصری از تکنولوژی آنتن ها و بعضی از کاربردهای آنها در زیر ارائه می شود:

مبنای نظریه آنتن ها بر معادلات ماکسول استوار است. جیمزکلارک ماکسول (1831-1897) در سال 1864 در حضور انجمن سلطنتی انگلستان نظریه خود را مبنی بر اینکه نور و امواج الکترو مغناطیسی پدیده های فیزیکی یکسانی هستند ارائه داد.فیزیکدان آلمانی هاینریش هرتز ( 1857- 1897) در سال 1886 توانست صدق ادعا و پیش بینی ماکسول را مبنی بر اینکه کنش ها و پدیده های الکترو مغناطیسی می توانند در هوا منتشر شوند را نشان دهد و همچنین وی آنتن های دو قطبی و حلقوی و نیز آنتن های سهموی استوانه ای پیچیده ای را که دارای دو قطبی هایی در امتداد خط کانونی شان بودندرا بعنوان تغذیه ساخت.مهندس برق ایتالیایی( گوگلیمو مارکونی ) فیزیک استوانه سهمی میکروویودر طول موج 23 سانتی متر را برای انتقال اولیه اش ساخت، ولی کارهای بعدیش برای حصول برد مخابراتی بهتر در طول موج های بلندتر بود. برای اولین بار در مخابرات رادیویی در ماورای اقیانوس اطلس در سال 1901، آنتن فرستنده شامل یک فرستنده جرقه ای بود که بین زمین و یک سیستم شامل 50 عدد سیم قائم متصل می شود.فیزیکدان انگلیسی «الکساندر پوپوف » ( 1959-1905) نیز اهمیت کشف امواج رادیویی را درسال1897برای ارسال یک سیگنال از کشتی به ساحل درمسافت 3 مایل نشان داد. در هر حال این مارکونی بود که رادیوی تجارتی را توسعه داده و می توان او را پدر رادیوی آماتور دانست.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

پیشگفتار                                                                                               1

فصل اول                                                                                                                    3

طرح تحقیق                                                                                                                 3

تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق                                                        4

اهمیت انجام تحقیق                                                                                  6

اهداف کلی تحقیق                                                                                    6

هدف های ویژه  تحقیق                                                                               6

روش انجام تحقیق                                                                                     7

فصل دوم                                                                                             8

مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن                                                                  8

2_1: تاریخچه                                                                                         9

2_2: انواع آنتن ها از نظر کاربرد                                                                             11

الف) آنتن هرتز                                                                                        11

ب) آنتن مارکنی                                                                                       11

پ) آنتن شلاقی                                                                                                 12

ت ) آنتن لوزی ( روبیک)                                                                             12

ث) آنتن V معکوس                                                                                  12

ج) آنتن ماکروویو                                                                                      13

چ) آنتن آستینی                                                                                                16

ح) آنتن حلزونی                                                                                       16

ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA                                               17

2-3 : پارامترهای آنتن                                                                               18

نمودار پرتو افکنی آنتن ها                                                                            18

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی                                                         18

نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی                                                             19

نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین                                               22

نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده                                                                   22

جهت دهندگی آنتن ها                                                                               23

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان                                                                 23

شعاع های فرعی آنتن ها                                                                                       24

مقاومت پرتو افکنی  آنتن                                                                                      25

امپدانس ورودی آنتن                                                                                 25

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها                                                                  26

طول موثر آنتن                                                                                        27

پهنای نوار فرکانس آنتن ها                                                                           27

پلاریزاسیون آنتن ها                                                                                  28

پلاریزاسیون خطی                                                                                     29

پلاریزاسیون دایره ای                                                                                           30                                                                                                           

پلاریزاسیون بیضوی                                                                                   30

ساختمان مکانیکی آنتن ها                                                                           31

اندازه آنتن                                                                                             31

نصب آنتن ها                                                                                          31

خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها                                                      32

رسانا  و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها                                              33

محافظت آنتن در برابر عوامل جوی                                                                  34

فصل سوم                                                                                                                  35

شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم                                                       35

2-1:سخت افزار شبکه                                                                                36

2-1-1: شبکه های ﭘخشی(broadcast network)                                           37

2-1-2: شبکه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                               37

2-1-3:شبکه های شخصی (personal area network)                                              37

2-1-4:شبکه های محلی (local area network)                                             37

2-1-5:شبکة شهری(Mtropolitan  Area Network)                                              39

2-1-6:شبکة گسترده (Wide Area Network)                                             39

2-1-7:شبکة بی سیم (wireless network)                                                  41

2-1-8:شبکة شبکه ها (internetwork)                                                                 42

2-2: نرم افزار شبکه                                                                                  42

2-2-1:لایة فیزیکی (Physical layer)                                                                   46

2-2-2: زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                                 46

2-2-3:لایة شبکه                                                                                     47

2-2-4:لایة انتقال(Transport layer)                                                                   47

2-2-5:لایة کاربرد (Application layer)                                                      47

2-3: شبکه های محلی بی سیم (802.11)                                                       48

2-3-1: ﭘشتة ﭘروتکل 802.11                                                                     49

2-3-2: لایة فیزیکی در 802.11                                                                            49