بررسی انواع سیگنال نویز؛ پارازیت و کانال AWGN

نویسنده : افشین رشید

نویز یعنی سیگنال ناخواسته که به ۳ دسته اصلی تقسیم می شوند :
۱- Background Noise ( نویز زمینه )
۲- Modulated Noise ( نویز نوسانی )
۳- Interference Noise ( نویز مزاحم )

بیشتر بحث درباره گزینه سوم می باشد که همانند یک سیگنال این امواج منتشر می شوند و سیگنالهای دریافتی ما را پوشش می دهند به نحوی که باعث بهم ریختن سیگنال اصلی می شوندشکل زیر تاثیرپذیری سیگنال سالم توسط نویز را نمایش می دهد .

در زیر دسته بندی دقیق تری از نویز را داریم :

- Backgroud and system noise ( تاثیرات داخلی سیستم یا نویز زمینه )
- Earth thermal noise ( تاثیرات حرارتی یا گرمایی زمین بر ماهواره )
- Free space lose ( از دست دادن سیگنال توسط فضا و جو )
- Rainfade ( تاثیرات بارانی بر روی ماهواره )
- Terrestrail Interference ( امواج رادیویی یا میکرو ویو مزاحم )
- ( Solar outage ( sun transit , solar interference ( تاثیرات خورشیدی بر روی ماهواره )

این امواج زمینی رادیویی یا میکرو ویو نامیده می شوند که همانند سیگنال از برج رادیویی فرستاده می شوند و روی سیگنالهای اصلی دیجیتال سوار می شوند و باعث می شوند اختلال امواج گردد . معمولا microwave tower ها یا این برجها در محلهای بلند شهر نصب می شوند

نویز‌های ذاتی یا داخلی :

این نوع نویز در داخل مدار تولید می‌شودو وابسته به ماهیت فیزیکی مدار هستند. این نوسانات همیشگی و غیر قابل اجتناب هستند، از مهمترین ویژگی‌های نویز‌های ذاتی تصادفی بودن آن‌هاست به این معنی که ما قادر به پیش‌بینی دامنه نوسنات ولتاژ و جریان نیستیم و مجبوریم یک توصیف آماری برای آن بیان کنیم.

ضررهایی که این امواج هنگام ارسال ایجاد می کنند

۱- تداخل در سیستم هدایت هواپیما
۲- تداخل در سیستم گیرندگی و فرستندگی کلیه دستگاههای ارتباطی ؛ ماهواره ای مخابراتی؛ راداری و امواج دیجیتال تصویری

نحوه عملکرد نویز و پارازیت بر روی امواج ارتباطی و محیطی
مواج رادیویی را میتوان متفاوت بار دار کرد، سیگنالهای الکترونیکی قابلیت حمل هر نوع باری که بتوانند از طریق امواج رادیویی در هوا به حرکت در آیند و برای هدفهای متفاوتی بکار گرفته شوند، را دارند. امواج پارازیتی بدون ضرر وجود ندارد و در اساس نیز برای به هم زدن تعادل بکار گرفته میشود و مادام که پخش میشوند، بر روی هر رسانایی، از جمله بدن انسان، آب و موجودات می نشینند و عکس العمل نشان میدهند. امواج تنها در مسافت معیینی نمی مانند و در برخورد با کوهها، آبها ، ساختمانها، شیروانیها، آینه ها، وسایل نقلیه و ... میتوانند چند بار تکرار و تا مسافتهای طولانی باز پخش شوند.

مقابله با نویز و پارازیت با کانال AWGN و BSC در مخابرات و امواج دیجیتال و راداری

الگوریتمی مبتنی بر تئوری آنتروپی، طراحی و پیشنهاد می گردد که قادر است انواع کدینگ بلوکی و کانولوشنال را تشخیص دهد. نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی نشان می دهد این الگوریتم قادر به تشخیص نوع کدینگ در کانال های نویز سفید گوسی جمع شونده (AWGN) با حداقل نسبت سیگنال به نویز 3dB، کانال دودویی متقارن (BSC) با احتمال خطای کمتر از 0.1 و کانال دودویی دارای پاک شدگی (BEC) با احتمال خطای کمتر از 0.2 می باشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه هفدهم خرداد ۱۴۰۳

بررسی ساختار و عملکرد توان سیگنال و قدرت سیگنال ؛ پرتاب سیگنال (power signal)

نویسنده : افشین رشید

یک سیگنال به دلیل توان بسیار پایین خود عملا نمی‌تواند مسافت‌های طولانی را طی کند. علاوه بر این، محیط فیزیکی، اضافه شدن نویزهای خارجی و مسافت طولانی مسیر انتقال باعث می‌شوند که توان سیگنال بیشتر و بیشتر تضعیف شود. برای ارسال سیگنال به مسافت‌های طولانی، لازم است که توان سیگنال افزایش داده شود. این کار با استفاده از یک سیگنال با انرژی بالا و یا یک سیگنال با فرکانس بالا انجام می‌شود و چنین سیگنالی را سیگنال حامل (Carrier Signal) می‌گویند. یک سیگنال با انرژی بالاتر می‌تواند مسافت‌های طولانی‌تری را طی کند، بدون این‌که تحت تاثیر نویز‌های خارجی قرار بگیرد.استفاده از مدولاسیون، سیگنال‌های صوتی باند پایه مربوط به یک بازه فرکانسی، به بازه‌های فرکانسی مختلفی شیفت می‌یابند. بنابراین هر سیگنال دارای بازه فرکانسی خاص مربوط به خود در پهنای باند کلی خواهد بود. بعد از انجام مدولاسیون، سیگنال‌های چندگانه، بازه‌های فرکانسی مختلفی را به دست می‌آورند و می‌توانند به سادگی با استفاده از یک کانال مخابراتی و بدون نیاز به میکس منتقل شوند. در این حالت، در سمت گیرنده نیز سیگنال‌ها به سادگی از هم تفکیک می‌شوند.

پرتاب و مخابره سیگنال

یک سیگنال حاوی اطلاعات مفید و مورد نظر کاربر است که باید به مقصد خاصی مخابره شود. سیگنال خام را گاهی سیگنال باند پایه (Baseband) نیز می‌گویند. گستره فرکانس‌های اصلی مربوط به یک سیگنال توان‌ ، باند پایه نام دارد. اکثر سیگنال‌های خام یا سیگنال‌های باند پایه قبل از این که در طول کانال‌های مخابراتی ارسال شوند، تحت فرایندی به نام مدولاسیون قرار می‌گیرند. به همین دلیل است که سیگنال توان را می‌توان یک سیگنال تحت مدولاسیون نیز نامید.

توان سیگنال ، سیگنال حامل ؛ سیگنال پوچ

سیگنال حامل، سیگنالی با انرژی یا فرکانس بالا است که دارای مشخصه‌هایی نظیر فرکانس، دامنه و فاز بوده، اما شامل هیچ اطلاعات مفیدی نیست. گاهی برای سادگی این سیگنال را فقط حامل می‌گویند. سیگنال حامل برای حمل کردن سیگنال خام از فرستنده به گیرنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل این‌که سیگنال حامل هیچ اطلاعات مفیدی در خود ندارد، می‌توان آن را سیگنال تهی نیز نامید.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه پانزدهم خرداد ۱۴۰۳

بررسی (تداخل سیگنال signal interference) و عوامل پدید آورنده آن

نویسنده: افشین رشید

در مخابرات ، به سیگنالی که هم‌ زمان و در باندِ فرکانسیِ سیگنال اصلی (درحال عبور از فرستنده به گیرنده) منتشر شده و باعث مزاحمت و وقفه در مخابرات شود، تداخل (یا سیگنال تداخلی) گفته می‌شود.

هر‌ گاه دو (یا بیشتر) سیگنال همزمان با همان زاویه پرتاب در حال انتشار باشند ، این دو سیگنال دارای مرحله مخالف هستند ، آنها به طور مخرب بر هم دخالت می کنند و یکدیگر را از بین می برند. وقتی دو یا چند سیگنال در حالت (انتشار و زاویه یکسان) به هم می رسند، اختلالی در وضعیت قرار گیری اولیه آن ها در محیط به وجود می آید. جمع دو یا چند سیگنال در همان فضای اولیه انتشار را ‌تداخل سیگنال می نامند.

تداخل، سیگنال دریافت‌ شده در گیرنده را تغییر داده، و می ‌تواند گیرنده را در دریافت سیگنال اصلی و استخراج اطلاعات آن با مشکل جدی روبرو کند. در واقع، سیگنال تداخلی با سیگنال اصلی جمع شده و وارد گیرنده مخابراتی می‌ شود. تداخل می‌ تواند عمدی (پارازیت) یا غیر عمدی (سیگنال فرستنده‌ های دیگر) باشد.تداخل را نباید با نویز ، یکی دانست. منشأ، اثر، و ویژگی‌ های این دو لزوماً یکی نبوده، و در حالت کلی، هر دو می ‌توانند مستقل از هم حاضر باشند. همان‌طور که نسبت سیگنال به نویز تعریف می‌شود، «نسبت سیگنال به تداخل» هم قابل تعریف است، به ‌طوری‌ که می‌توان در حالت کلی، «نسبت سیگنال به تداخل و نویز» را تعریف کرد. با مدیریت منابع رادیویی می‌توان از بروز تداخل جلوگیری کرد، یا اثرات مخرب آن را کاهش داد.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه پانزدهم خرداد ۱۴۰۳

بررسی رادارهای پالسی با قدرت تفکیک بالا (High Resolution‏)

نویسنده : افشین رشید

در این رادارها عرض پالسی بسیار کوچک انتخاب می شود و چون میزان دقت در تشخیص فاصله توسط عرض پالسی مشخص می گردد دارای دقت بالایی در تشخیص فاصله هدف می باشد. (هر قدر عرض پالس کوچکتر باشد محاسبه فاصله دقیقتر است.) این رادارها برای آشکار سازی اهداف ساکن در حضور کلاتر (سیگنالهای برگشتی ناخواسته به صفحه رادار) و نیز تشخیص یک هدف در میان چند هدف نزدیک به هم قابل استفاده می باشد.در مواردی یک سیستم رادار دارای بیش از یک فرستنده و گیرنده می باشد که به صورت پالسی خوانده می شود. یک شبکه عمل می کنند. این سیستم P8F ها مولتی استاتیک پالسی، راداری است که به طور همچنین رادارها را می توان براساس سیگنال ارسالی آنها دسته بندی کرد. نوع CWP9F پیوسته و معمولا با دامنه ثابت ارسال می کند. این سیگنال ارسالی می تواند با مدولاسیون FM و یا با فرکانسی ثابت فرستاده شود. هنگامی که شکل موج ارسالی به صورت پالسی است ( بامدولاسین FM و یا بدون آن) ، رادار پالسی P و غیر فعالP1F نامیده میشود. همچنین بر اساس وجود فرستنده یا نبود آن، رادارها بترتیب به دو دسته فعال P10FP تقسیم می شوند.

بر اساس وظیفه اصلی ای که بر عهده رادار است رادارهای آشکارساز P12FP ،جست و جوگر P13F ردیاب ، P14F PP و غیره P15FP را می توان نام برد.

اهداف رادار دارای انواع گوناگون است که عامل مجزا کننده آنها متفاوت است . ساده ترین نوع آن که هدف تعریف می شود هدفی است که بزرگترین بعد فیزیکی آن کوچکتر از حداقل طولی است که پالس ارسال شده بدون مدولاسیون FM قادر به اندازه گیری آن است. این مقدار دقت رادار در اندازه گیری طول را مشخص می کند و برای رادار مونواستاتیک برابر با cT می باشد. T طول پالس ارسالی است. در حضور مدولاسیون FM این مقدار برابر با 2c/2B است که B پهنای باند موج ارسالی می باشد. به علت کوچک بودن این اهداف پخش شدگی ای در زمان در پالسهای بازگشتی رخ نمی دهد و شکل موج بازگشتی تغییر چندانی نمی کند. پالسی نامیده می شوند. این اهداف در پالس های دریافتی اهدافی که اندازه آنها بزرگتر از اهداف نقطه ایست، اهداف وسیعP17Fدریافتی پخش شدگی ایجاد می کنند که بازده کار رادار را کاهش می دهد. در نظر گرفتن یک هدف به عنوان هدف وسیع نیز به پهنای باند بستگی دارد. P شمرده می شوند، مانند جنگل، زمین، کوهها و غیره که به این نوع اهداف اهداف بزرگتر جزو اهداف P18F گستردهP هم گفته می شود. دسته دیگری از اهداف پخش را اهداف حجمیP20F اهداف ناحیه ایP19FP می نامند که شامل باران، برف، ابر، ابر، مه و غیره می باشد .

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه ششم خرداد ۱۴۰۳

بررسی رادار پالس فشرده(Pulse Compression‏)

نویسنده : افشین رشید

این رادار از پالس های با عرض زیاد استفاده می نماید و برای افزایش دقت از مدولاسیون فاز یا فرکانس در هر پالس استفاده می کند. در نتیجه ضمن افزایش پهنای باند تشخیص دقیق فاصله اهداف نیز حاصل می شود و نسبت به رادار نوع قبلی دارای این مزیت است که توان پیک (حداکثر توان) فرستنده را در حد معتدلی نگاه می دارد .رادار ها با توجه به فرکانس کار ، محیط عمل ، قدرت فرستنده، حساسیت گیرنده، نوع آنتن و چندین عامل دیگر دسته بندی و هر یک در موارد خاصی به کارگیری می شوند و معمولا هر دسته نوع خاصی از فرستنده و سیستم پردازش سیگنال را مورد استفاده قرار می دهند.مکانیسم عمل همانطور که امواج دریا و امواج صوتی پس از رسیدن به مانعی منعکس می‌شوند، امواج الکترومغناطیسی هم وقتی به مانعی برخورد کردند، بر می‌گردند و ما را از وجود آن آگاه می‌سازند.

معمولاً، سیستم‌های (رادار پالس فشرده) فرآیند مشابهی را در حوزه دیجیتال به نام فیلتر همسان به کار می‌گیرند ، جایی که سیگنال دریافتی با نسخه معکوس‌شده زمان پالس ارسالی در هم می‌آید. فیلتر تطبیقی ​​اغلب در حوزه فرکانس انجام می شود زیرا پیچیدگی در حوزه زمان معادل ضرب در حوزه فرکانس است و فرآیند را سریعتر می کند. از آنجایی که پالس اولیه با زمان معکوس است، خروجی فیلتر شده با عرض پالس که همان 1 ثانیه است به تاخیر می افتد.به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر می‌شویم، بلکه بطور دقیق تعیین می‌کنیم که آیا ساکن هستند یا از ما دور و یا به ما نزدیک می‌شوند ؛ حتی سرعت جسم نیز بخوبی قابل محاسبه است.کاربرد ها نظارت و رهگیری هواپیماها و موشکها نظارت و رهگیری اهداف دریایی یا زمینی نظارت و رهگیری اجرام فضایی هواشناسی اندازه گیری سرعت وسایل نقلیه رادار؛ برای تصویر دو-بعدی و سه-بعدی پیداکردن مین در زمین فرود(برای نمونه برای هواپیما) دقیق عکسبرادری از کره‌های دیگر با رادار تصویری پرهیز تصادم پیدا کردن آب در مناطق شنزار و خشک نظارت بر اهداف جنبنده در زمین نظارت بر اهداف جنبنده در مناطق پردرخت و جنگل های انبوه از موارد کاربرد (رادار پالس فشرده) میباشد.

فشرده سازی پالس با مدولاسیون فرکانس غیر خطی مزایای واضحی دارد. برای مثال، دیگر نیازی به وزن دهی دامنه ای برای سرکوب لوب های جانبی به دست آمده، به اصطلاح لوب های کناری زمانی ندارد، زیرا شکل مدولاسیون از قبل عملکرد وزن دهی دامنه لازم را انجام می دهد.تنظیم فیلتر با لبه های بسیار تندتر و با این وجود لوب های جانبی کم در حال حاضر امکان پذیر است. به این ترتیب، از تلفات نسبت سیگنال به نویز که در غیر این صورت به دلیل وزن دهی دامنه رخ می دهد، جلوگیری می شود.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه ششم خرداد ۱۴۰۳

بررسی (فرکانس EHF) یا (فرکانس بی نهایت بالا) ExtremelyHighFrequency

نویسنده: افشین رشید

فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

فرکانس بی نهایت بالا EHF وارد اجسام نمی ‌شوند بلکه از روی سطح آن‌ها عبور می‌ کنند. به این پدیده اثر بیرونی فرکانس بالا گفته می‌ شود. به همین دلیل اگر انسان با هادی حامل جریان زیاد فرکانس بی نهایت بالا EHF تماس پیدا کند، ممکن است موجب سوختگی های سطحی اما شدید شود .فرکانس بی نهایت بالا EHF می‌ تواند به سادگی هوا را یونیزه کند و یک مسیر هادی در آن بسازد. از این ویژگی در واحد های فرکانس ‌بالا برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) استفاده می ‌گردد که در آن از جریان‌ هایی با فرکانس بالاتر از فرکانس توزیع استفاده می‌ شود.

در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می ‌گیرند).به فرکانس EHF ،فرکانس های بشدت بالا نیز گفته می شود. نام اختصاری این دسته از فرکانس ها EHF یا Extremely High Frequency است و از کاربرد های آنها می توان به ارتباط نقطه به نقطه اشاره کرد. فرکانس بی نهایت بالا EHF که دامنه آن از 30 تا 300 گیگا هرتز مناسب برای ناوبری رادیویی ، تحقیق فضایی (فضای ژرف) و (فضا به زمین) میباشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه دوم خرداد ۱۴۰۳

رادارهای GPR (رادار آنالیز زمین برای اکتشاف) آشنایی ،نحوه عملکرد، کاربرد ها

نکته: رادار نافذ زمین GPR یک روش ژئوفیزیکی غیر مخرب است که بدون ایجاد مزاحمت در زمین ، امواج پروفیل مقطعی تولید می کند.

از پروفایل های GPR برای ارزیابی مکان و عمق اشیاء مدفون و برای بررسی حضور و تداوم شرایط و ویژگی های زیرسطحی طبیعی استفاده می شود. GPR با انتقال پالسهای امواج رادیویی با فرکانس بالا از طریق مبدل یا آنتن ، به داخل زمین عمل می کند. انرژی منتقل شده از اشیاء مختلف دفن شده یا با تماس های مشخص بین مواد مختلف زمین بازتاب می یابد. سپس آنتن موج های منعکس شده را دریافت می کند و آنها را در رایانه ذخیره می کند.رادار نفوذی زمین GPR روشی ژئوفیزیکی بر پایـه انتـشار امـواج الکترو مغناطیسی است که درحکم روشی غیرمخرب بـرای به تصویر در آوردن لایه ها و بی هنجاری های زیرسطحی به کار می رود.ایـن روش بـه ســرعت بــه منزلــۀ یــک روش قابــل اعتمــاد در زمینــه هــای مهندسی عمران، باستان شناسی و کاربردهای دیگر شـناخته شده است .به طورکلی موفقیت در روش GPR ،به عواملی همچـون جنس خاک منطقه، نوع بی هنجاری و هدف مورد بررسی، طراحی صحیح عملیات برداشت و انتخاب درست آنـتن و درنهایت به کارگیری پارامترهای پردازشی مناسـب وابـسته اســت. دو عامــل خــاک محــل برداشــت و هــدف مــورد بررسی، عوامل خارج از کنترل هستند .

نکته : Rx به معنای امواج گیرنده حامل و TX به معنای امواج فرستنده حامل میباشد .که این (بسامد) در سیستم شناسایی رادار GPR مورد استفاده قرار میگیرد.

انتخاب آنتن با توجـه بـه حـد تفکیـک هـر آنـتن ، اهمیـت زیادی دارد پردازش در GPR باید با توجه به شرایط ویژه هــر تحقیــق انجــام پــذیرد؛ چرا کــه بــه همــان انــدازه کــه به کارگیری پارامترهای پردازشی مناسب ممکن است مفید باشد؛ پردازش نامناسب میتواند گمراه کننده باشد. ایجاد مسیرهای جدید برای کابـل و یـا لولـه گـذاری در زیر زمین و همچنـین نگهـداری از تاسیـسات زیرسـطحی و محافظــــت از آن، هنگــــام عملیــــات خــــاکبرداری و ساخت و ساز، نیازمند داشتن آگـاهی کامـل از محـل دقیـق تاسیـسات زیـر سـطحی اسـت. توانـایی GPR بـا توجـه بـه وضوح رادارگرام ها، باعث شده است که این روش به منزلۀ روشی با دقت زیاد، در مکـان هـایی ماننـد خیابـان هـای پر تردد و یا سازه های عظیم به کار رود.

(بلوک دیاگرام) رادار های GPR (رادار آنالیز زمین برای اکتشاف)

در این روش آنتن هایی با پهناهای نوار بسامدی متفاوت(10-2000 مگاهرتز ) به کار گرفته می شود. طیف بسامدی با نام بسامد مرکزی آنتن استفاده شده در برداشت مشخص میشود. بسامد مرکزی، هم عمق نفـوذی موجـک GPR و هم تفکیک پذیری زمـانی و مکـانی رادار گـرام هـا را معـین مــیکنــد.(بنــابر ایــن چگونگی انتخاب آنتن، اصلی ترین عامل در برداشت هـای رادار به شمار می آید. برای مکان یابی بی هنجـاری هـایی بـا اندازه های متفاوت و طبیعتاً در عمـق هـای گونـاگون، یـک سری از مقاطع رادار برداشت شده بـا آنـتن هـای گونـاگون لازم است در برخـی از پروژه ها بـه جـای اسـتفاده از چنـد آنـتن بـا بـسامدهـای گوناگون ، از روشی به نام ترکیب چند بسامدی (Multiple compositing frequency) اسـتفاده مـی شود اگر چـه روش ترکیـب بـه منزلـۀ روشـی کم هزینه، می تواند تا حد مطلوبی موجب افزایش کیفیت و وضوح رادار گرام شود اما روش سـخت افـزاری اسـتفاده از چند آنتن و سـپس بـه کـارگیری پـردازش هـای خـاص هـر آنتن، مزیت های بیشتری از جمله کیفیت داده هـا و وضـوح بیشتر رادار گرام ها را دارد. این موضوع به یک تفسیر جامع برگرفته از چنـد رادار گـرام بـا آنـتن هـای گونـاگون منجـرخواهد شـد. اگـر نوارهـای بـسامدی، بـا توجـه بـه عمـق و چگونگی اهداف مورد بررسی، به درستی انتخاب شـوند و برای یک بررسی مـوردی از چنـدین آنـتن بـا بـسامد هـای مرکـزی متفـاوت اسـتفاده شـود،آنگاه در حین اکتشاف دارای حساسیت در عمق بیشتری خواهد بود.

آنتن GPR در واقع پالس انرژی الکترومغناطیسی را به داخل زمین منتقل می کند. هنگامی که این انرژی به یک جسم می رسد ، پژواک می شود و توسط گیرنده آنتن اسیر می شود. نرم افزارهای رایانه ای از فرکانس پالس های منتقل شده و میزان تأخیر زمانی بین انتقال پالس ها و دریافت ها برای تهیه اطلاعات در مورد هدف استفاده می کنند. دامنه و وضوح عمق مربوط به فرکانس رادار ، قدرت انتقال یافته ، خاصیت الکترومغناطیسی مواد زمینی (خاک) و همچنین به شکل و مشخصات اهداف است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه دوم خرداد ۱۴۰۳

بررسی و آشنایی با روش رادار نفوذی زمین GPR امواج اِکتشافی (علوم مخابرات) قدرت نفوذ و ضریب توان

نویسنده: افشین رشید

Ground Penetrating Radar (GPR) یا روش رادار نفوذی زمین یکی از روش‌های ژئوفیزیکی با قدرت تفکیک بالا است که توسط امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، تغییرات خواص الکتریکی را در اعماق کم آشکارسازی می‌کند. این روش کاربرد گسترده ای در اکتشاف کانسارهای متعدد فلزی و غیرفلزی، تعیین موقعیت حفره های کارستی، اکتشاف منابع آب زیر زمینی، مکان یابی تاسیسات زیرزمینی مانند لوله، کابل، کانال، قنات و شناسایی شکستگی ها و درز و شکاف ها دارد. از مزایای نسبت به دیگر روش های ژئوفیزیک اکتشافی و مهندسی، می توان به غیر مخرب بودن، دقت و قدرت تفکیک بالا، برداشت سریع و ارزان اشاره کرد. در این روش، امواجی از دستگاه GPR ساطع شده و به داخل زمین نفوذ می‌کند. این امواج در برخورد با ناپیوستگی‌ها، به دلیل تغییر در گذردهی الکتریکی در دو طرف مرز مشترک دو محیط، بازتاب می‌شوند. بازتابش‌ها توسط دستگاه دریافت شده و با توجه به سرعت این امواج که در محیط‌های مختلف متفاوت است می‌توان اطلاعاتی مانند جنس محیط، عمق مواد مدفون، موقعیت مرز لایه‌های درون زمین و … را به دست آورد.

قدرت نفوذ و دقت روش GPR

قدرت نفوذ و دقت روش GPR وابسته به فرکانس موجی است که توسط دستگاه به درون زمین ارسال می‌شود. هر چه این موج فرکانس پایین‌تری داشته باشد، قدرت نفوذ آن افزایش می‌یابد و می‌توان لایه‌های عمیق‌تری از زمین را توسط این موج شناسایی نمود. اما در مقابل قدرت تفکیک و در نتیجه دقت روش کمتر می‌شود. یعنی در اعماق کمتر قدرت تفکیک بالاتری وجود دارد و اجسام با ابعاد کوچک تر را نیز می‌توان شناسایی نمود. اما هر چه عمق بیشتر می‌شود، اجسام باید ابعاد بزرگ‌تری داشته باشند تا توسط این روش قابل شناسایی باشند.

دستگاه‌های GPR معمولا دارای آنتن‌های مختلف می‌باشند. هر کدام از این آنتن‌ها قادر هستند تا موج با فرکانس خاصی را از خود ساطع کنند. با توجه به موارد گفته شده، هر کدام از این آنتن‌ها جهت شناسایی هدف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه دوم خرداد ۱۴۰۳

بررسی سیستم سوئیچ دیجیتالی مخابرات (نحوه عملکرد و کاربرد )

نویسنده : افشین رشید

۱ـ تشریح ساختار سیستم سوئیچ دیجیتالی

زیر سیستم کاربردی سیستم مخابراتی: هدف یک سیستم مخابراتی انتقال خبر از نقطه ای به نقطه دیگر است یا به عبارتی دیگر یک سیستم مخابراتی بایستی پیام را به هر شکلی که در مبداء دارد در مقصد به صورت قابل قبولی بازسازی نماید. پیام ارسالی در مخابرات به دو صورت زیر می تواند باشد:

۱ـ پیام آنالوگ: پیام آنالوگ کمیتی است فیزیکی که معمولاً به صورت پیوسته و نامحدود با گذشت زمان تغییر می کند.

۲ـ پیام دیجیتال: پیام دیجیتال توالی منظم از نمادهائی است که در حوزه زمان بصورت گسسته و محدود تغییر می کند. یک سیستم مخابراتی را به صورت زیر می توان ترسیم کرد:

فرستنده:

سیگنال ورودی را به جریان می اندازد تا سیگنال ارسالی مناسبی با مشخصات مطلوب تولید کند و شامل تقویت کننده, فیلتر, مدولاتور, منبع تغذیه و… می باشد.

گیرنده:

سیگنال دریافتی از محیط انتقال را اخذ نموده و سیگنال مناسب برای مبدل خروجی را به وجود می آورد و معمولاً شامل تقویت کننده, فیلتر, دمولاتور, دیکدر و…. می باشد. محیط انتقال: همانند پلی بین مبدا و مقصد عمل می کند و می تواند از جنس خلا, سیم هادی و … باشد. اعوجاج: تغییر شکل سیگنال به خاطر پاسخ ناقص سیستم به سیگنال مورد نظر می باشد که هنگام قطع نمودن سیگنال ناپدید می شود. نویز: سیگنالهای الکتریکی تصادفی و غیرقابل پیش بینی است که توسط فرآیندهای طبیعی داخل یا خارج سیستم تولید می شود که با فیلتر کردن قسمتی از این نویز از بین می رود. مانند نویز خورشیدی , نویز حرارتی و یا نویز ناشی از منابع انسانی و…

تداخل:

تاثیر ناخواسته سیگنالهای بیگانه از منابع مختلف است که با فیلتر کردن می توان مقداری از آنرا کاهش داد و یا آنرا حذف نمود. سیگنال: ولتاژ و یا جریانی است که حاوی اطلاعات باشد. طیف: نمودار سیگنال در حوزه فرکانس را طیف گویند.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه یکم خرداد ۱۴۰۳