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 جمعه بیست و هشتم دی ۱۳۹۷

از بین بردن در همریختگی ناشی از اهداف ثابت در رادارها و سونارهای دریایی active sonar ؛ passive sonar (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

(تفاوت رادار با سونار sonar) بلوک دیاگرام یک رادار نسبتاً پیشرفته نشانگر از استفاده بخش ها و ماژول های مخابراتی مختلف در آن از (داپلکسر تا میکسر ) و نهایتاً Antena

تکنولوژی سونار چیست؟

سونار (sonar) ، ناوبری و تشخیص فاصله توسط صوت ( sound navigation and ranging)، تکنولوژی است که با استفاده از انتشار صدا در زیر آب قادر به شناسایی دیگر ناوها یا کشتی ها است

امروزه فیلترهای شانه ای در کاربرد های گسترده ای نظیر حذف نمودن هارمونیک های خطوط تغذیه و از بین بردن در همریختگی ناشی ازاهداف ثابت در رادارها و سونارهای نشان دهنده هدف متحرک استفاده می شوند.

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، (sonar )

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، مشابه روش به کار رفته در رادار روزنه مصنوعی، امکان پذیر است و در سال های اخیر در پژوهش های متعددی به موضوع سونار روزنه مصنوعی پرداخته شده است. در مواردی که نیاز به تصویربرداری از اهداف زیر آبی متحرک باشد، ایده سونار روزنه مصنوعی معکوس با الهام گرفتن از رادار روزنه مصنوعی معکوس قابل به کارگیری است اما باید شرایط و محدودیت های کانال زیر آب، مدنظر قرارگیرد. در سونار روزنه مصنوعی معکوس تک پایه و چالش های به کارگیری آن، سونار روزنه مصنوعی معکوس چندپایه ای پیشنهاد خواهد شد که با شرایط و هندسه خاص قرارگیری و با استفاده از منابع مجازی ایجاد شده به دلیل نحوه انتشار امواج در آب های کم عمق، تصاویر باکیفیت تری از اهداف متحرک زیر آب نسبت به حالت تک پایه ایجاد خواهد کرد. کیفیت بهتر تصاویر به دلیل دستیابی به چندگانگی مکانی ناشی از چندپایه کردن مجازی سونارهاست که با استفاده از خاصیت آب های کم عمق و چندمسیرگی موجود در آن و با استفاده از تنها یک فرستنده واقعی ایجاد گشته است.

تفاوت سونار با رادار:
رادارها امواج الکترومغناطیسی به کار می برند،  و سونارها  از امواج فراصوتی، که مانند امواج صوتی، ولی دارای بسامد بسیار بالا هستند استفاده می کنند. امواج فراصوتی هم مانند امواج صوتی و نور بازتابش می شوند. به کمک این امواج بازتابش شده ی نقشه ی سطح زیر دریاها و جای پستی و بلندی ها کاملاً مشخص می شود.

شرط عملکرد سیستم سونار :
نسبت سیگنال به پارازیت مشخص میکند که آیا سونار می تواند سیگنال هایی را در حضور پارازیت های زمینه در اقیانوس مشخص کند یا خیر.
برای این کار مواردی از جمله مرتبه منبع ، انتشار صدا ، جذب صدا ، اتلاف در انعکاس ، صداهای محدود و ویژگی های دریافت کننده در نظر گرفته می شود.

انواع سونار:

سونار دو نوع است :
۱) (سونار فعال)Active Sonar
۲) (سونار غیر فعال)Passive Sonar
سونار فعال ( محدوده پژواک ):
سیستم سونار فعال ، مثل ماهی یابها ، صداهای پژواک و سونارهای  نظامی یک پالس صدا را می فرستند و منتظر پژواک آن می مانند . در سیستم سونار  فعال منبع مانند یک دریافت کننده عمل میکند.

عملکرد سونار active فعال:
معادله باید موارد زیر را در نظر بگیرد:
بلندی شدت منبع صدا (مرتبه منبع)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس صدا از سونار به سوی هدف حرکت میکند(اتلاف حرکتی)
مقدار صدای منعکس و برگردانده شده به سمت سونار  توسط هدف (توانایی هدف)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس منعکس شده به سوی دریافت کننده برمیگردد(اتلاف حرکتی)
پارازیتهای زمینه در دریافت کننده(مرتبه پارازیتها)
عبارتها در معادلات سونار بر حسب دسیبل هستند و با یکدیگر جمع میشوند تا معادلات سونار را بوجود آورند.

 عملکرد سونار passive غیر فعال:

سونار  غیر فعال با ایجاد پالس های صوتی (معروف به پینگ) ، وسپس گوش دادن به پالس بازگشتی عمل میکند . برای تشخیص فاصله از هدف ، شخص می تواند مدت زمان بین دریافت و ارسال پالس را اندازه گیری کند. برای اندازه گیری جهت و راستای هدف می توان از هیدروفونیک های متعدد استفاده کرده ، و سپس زمان دریافت پالس توسط هر یک از این هیدروفون ها را اندازه گرفت ، و با مقایسه این زمان ها به راحتی می توان جهت و راستای هدف را تعیین نمود .

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه یازدهم آذر ۱۳۹۷

آنتنPhase_array آرایه فازی (ساختار ، عملکرد و کاربرد ها)

نویسنده: افشین رشید

آنتن آرایه فازی است یک آنتن آرایه (ردیفی _ چند تِکه ای) با شیفت فاز مختلف تغذیه می کند. در نتیجه ، الگوی معمول آنتن می تواند به صورت الکترونیکی هدایت شود. فرمان الکترونیکی بسیار انعطاف پذیرتر بوده و نگهداری کمتری نسبت به فرمان مکانیکی آنتن دارد.اصل این آنتن بر اثر تداخل ، یعنی یک برهم نهی وابسته به فاز از دو یا (معمولاً) چندین منبع تابش استوار است.

آنتن های آرایه ای فازی از خطوطی تشکیل شده اند که معمولاً توسط شیفت تک فاز کنترل می شوند. (در هر گروه از رادیاتورها فقط یک شیفت فاز لازم است.) تعدادی آرایه خطی که به صورت عمودی بر روی یکدیگر قرار گرفته اند ، یک آنتن تخت تشکیل می دهند.در ساختار آنتن Phase array آرایه فازی سیگنال های درون فاز یکدیگر را تقویت می کنند و سیگنالهای ضد فاز یکدیگر را لغو می کنند. بنابراین اگر دو مدولاتور در یک تغییر فاز یک سیگنال از خود ساطع کنند ، یک سوپراژینگ حاصل می شود - سیگنال در جهت اصلی تقویت می شود و در جهات ثانویه ضعیف می شود. هر دو مدولاتور با یک فاز تغذیه می شوند. بنابراین سیگنال در جهت اصلی تقویت می شود.

اگر سیگنال منتقل شده از طریق یک ماژول تنظیم کننده فاز هدایت شود ، می توان جهت تابش را به صورت الکترونیکی کنترل کرد. با این حال ، این امر به طور نامحدود امکان پذیر نیست، زیرا اثر بخشی این ترتیب آنتن در جهت اصلی عمود بر میدان آنتن بیشتر است ، در حالی که کج شدن جهت اصلی باعث افزایش تعداد و اندازه لبه های جانبی ناخواسته می شود ، در عین حال کاهش منطقه موثر آنتن. از قضیه سینوس می توان برای محاسبه تغییر فاز لازم استفاده کرد.از هر نوع آنتن می توان به عنوان ردیفی در آنتن آرایه ای مرحله ای استفاده کرد. به طور قابل توجهی ، ردیف های منفرد باید با تغییر فاز متغیر کنترل شوند و بنابراین می توان جهت اصلی تابش را به طور مداوم تغییر داد. برای رسیدن به هدایت پذیری بالا ، از رادیاتور های زیادی در زمینه آنتن استفاده می شود. ردیف های تشکیل شده است که سیگنال دریافتی آنها هنوز به روشی آنالوگ با الگوی آنتن ترکیب می شود. از طرف دیگر ، مجموعه های مدرن راداری چند منظوره از فرمت تابش دیجیتال در هنگام دریافت استفاده می کنند.

مزایا :

افزایش آنتن زیاد با میرایی بزرگ لوب جانبی ، تغییر بسیار سریع جهت پرتو (در محدوده میکروثانیه) ، چابکی پرتو بلند ، اسکن خودسرانه فضا ، آزادانه زمان سکونت را انتخاب کنید ، عملکرد چند منظوره توسط تولید همزمان چند پرتو ،، خرابی برخی از اجزای منجر به خرابی کامل سیستم نمی شود.

معایب :

محدوده  اسکن محدود (حداکثر 120 درجه در آزیموت و ارتفاع) و تغییر شکل الگوی آنتن در هنگام هدایت پرتو ؛ چابکی فرکانس پایین ؛ ساختار بسیار پیچیده (کامپیوتر ، شیفت فاز ، گذرگاه داده به هر ردیف آنتن) و هزینه های بالای نگهداری

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه هفدهم آبان ۱۳۹۷

آنتن سَهموی(ParabolicAntenna) در  سیستم موقعیت رادیویی (رادار) در باندهای UHF و SHF

نویسنده: افشین رشید

آنتن سَهموی (Parabolic Antenna) آنتنی بازتابنده با بهرهٔ بالا است که برای ارتباطات داده‌ای و همچنین سیستم موقعیت رادیویی (رادار) در باندهای UHF و SHF طیف الکترومغناطیسی به کار می ‌رود. طول موج نسبتاً کوتاه تشعشع الکترومغناطیسی در این فرکانس‌ ها اجازه می‌ دهد تا بازتاب ‌کننده‌ ها، امواج را به ‌طور جهت ‌دار ارسال یا دریافت کنند.آنتن سَهموی (Parabolic Antenna)‌ نوعی از آنتن های گیرنده است که با استفاده از یک سطح  بازتابنده یا پارابولیک برای هدایت امواج رادیویی و فرکانس­های مخابراتی استفاده می­شود.قدرت آنتن پارابولیک در رادار ها برای اکتشاف ریز پرنده ها مانند پهباد بسیار بالا است.این نوع از آنتن گیرنده در مخابرات  یکی از بهترین انخابها برای مناطقی  است که  نویز بالا دارند و سطح سیگنال دریافتی بسیار پایین است .آنتن سَهموی (Parabolic Antenna)‌ در اصل کار عدسی را در رادار انجام میدهند ، هر آنتن پارابولیک یک واحد دریافت کننده در فاصله کانونی خود قرار دارد ، سیگنال دریافتی توسط گرید یا صفحه آنتن به واحد دریافت کننده میفرستد . اما دلیل اینکه دارای بشقاب توری مانند هستند ، برای عبور جریان هوا است تا لرزش آنتن کم بشود ،هم به صورت عمودی و هم افقی مورد استفاده قرار میگیرند.

مزیت اصلی آنتن های رفلکتوری پارابولیک در رادار داشتن دایرکتیویته و در نتیجه گین بالاست که استفاده آنها را در رنج وسیعی از باند مایکروویو جهت انتقال دیجیتال و آنالوگ اطلاعات، ضروری نموده است. این کاربردها شامل انتقال رادیویی نقطه به نقطه (Line of Site)، ایستگاه های زمینی راداری، کاربرد های ردیابی، رادار کشف ریز پرنده (پهباد) ، اهداف نظامی و ... می باشد.هر دو گونه آنتن سَهموی (Parabolic Antenna)‌ یعنی دو رفلکتوری و تک رفلکتومی بسته به چگونگی سیستم تغذیه (Feeding) به دو نوع تغذیه متقارن یا هم محور (front-fed) و نامتقارن  تقسیم می شوند.هر کدام از آنتن های فوق دارای مزایا و معایب ویژه ای است که ضرورت استفاده آنها را در کاربرد خاصی معینی می نماید. آنتن های غیر هم محور اثر سد دهانه (aperture blocking) را کاهش داده ولی در عوض دریافت پلاریزاسیون ناخواسته (XPOL) را افزایش می دهد.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه هفتم مهر ۱۳۹۷

آنتن های GNSS یا فازور فرکانس مرکزی (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

در طراحی آنتن های GNSS پنج فاکتور زیر نقش اساسی دارند:

• فرکانس مرکزی
• پهنای باند
• الگوی ارسال و دریافت یا Gain Pattern
• نسبت محوری یا Axial Ratio – AR
• پاسخ فاز یا Phase Response

هرچقدر پهنای باند بیشتر باشد، سیگنال های GNSS راحت تر دریافت می شوند. نسبت محوری نیز نقش مهمی در حالت پولاریزه کردن سیگنال برعهده دارد. پاسخ فاز نقش اساسی در دنبال کردن فاز موج حامل توسط آنتن را دارد. هر چقدر وضعیت این پارامتر بهتر باشد،مرکز فاز آنتن  پایدار تر می باشد.

انواع آنتن های  GNSS

آنتن های GNSS به دسته های مختلفی طبقه بندی می شوند. از نظر نوع کاربرد می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• آنتن های مهندسی
• آنتن های نظامی
• آنتن های دستی
• آنتن های گوشی های هوشمند
• آنتن های هواپیمایی
• آنتن های فضایی
• آنتن های ژئودزی

آنتن های passive و Active

میتوان آنتن های GNSS را به دو نوع Active و Passive طبقه بندی نمود. در آنتن های Passive، قسمت تقویت کننده در خود آنتن تعبیه شده است. در نتیجه امکان از دست دادن سیگنال در هنگام انتقال از طریق کابل به گیرنده از بین می رود. اما آنتن های Active نیاز به یک منبع که از طریق کابل به گیرنده متصل است، دارند. بیشتر آنتن های موجود در بازار از نوع Active است.

کاربردها 

در کاربردهای دقیق مهندسی که نیاز به مشاهده فاز با دقت بالا می باشد، مساله چندمسیری و نیز مرکز فاز آنتن  مطرح می شود. در مورد Multipath باید این نکته اشاره شود که جهت پولاریزه شدن سیگنال پس از برخورد با یک سطح که خاصیت بازتابندگی دارد، عوض می شود. یعنی سیگنال ها از حالت RHCP که حالت دست راستی است، به LHCP که حالت دست چپی است تغییر می کند. پس در نظر گرفتن این دو عامل در کاربردهای دقیق بسیار مهم می باشد.همانطور که  الگوی دریافت سیگنال یا همان gain از شاخصه های مهم در طراحی یک آنتن می باشد. برای دستیابی به الگوی مناسب دریافت سیگنال مخصوصلا برای ماهواره های نزدیک به افق، روش های مختلفی وجود دارد. یکی از این روش ها که از دهه 80 میلادی مرسوم شده است استفاده از Choke Ring در آنتن ها می باشد. عمق این Choke Ring برابر با یک چهارم طول موج می باشد. ایده استفاده از Choke Ring بر مبنای ساخت فضایی با مقاومت ظاهری یا impedance بالا می باشد. در نتیجه آنتن در مقابل امواج بازتاب شده از سطح مقاوم می باشد.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه ششم شهریور ۱۳۹۷

عملکرد و آنتن سیستم های مخابراتی بر پایه آنتن

نویسنده: افشین رشید

آنتن ها را می توان به دو رده کلی درون ساختمان (Indoor)و بیرون ساختمان (Outdoor) تقسیم بندی کرد. آنتن های بیرونی عموماً دارای جنس, پوشش و اتصالاتی هستند که بتوانند در شرایط دشوار فضای آزاد مثل باد, طوفان, برف, باران و سرما و گرمای شدید دوام بیاورند. در حالی که آنتنهای درون ساختمان با ظاهر و پوشش ظریف و حتی الامکان زیبا ساخته می شوند تا باعث زشت شدن محیط داخلی ساختمان و دکوراسیون آن نشوند. آنتن های درونی را نمی توان در بیرون ساختمان نصب کرد مگر آنکه در مشخصات آن به صراحت به ویژگی ( درونی/بیرونی) اشاره شده باشد. از دیدگاه روش نصب , آنتن ها را می توان به چند رده زیر تقسیم بندی کرد: 
سقف کوب up patch
قابل نصب بر روی پایه یا دکل (Mast Mount )
دیوار کوب (Wall Patch)
آنتن YAGI (قابل نصب بر روی پایه یا دکل )
آنتنهای بشقابی (قابل نصب بر روی پایه یا دکل ) ( Dish or Parabolic Antennas )

آنتن همه جهته سقف کوب ( کاربری درون ساختمان)

 آنتن های مخابراتی ساختمانی معمولی 

این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در سقف داخلی ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنتن ۳۶۰ درجه کامل و زاویه تابش عمودی آن حدود ۸۰ درجه می باشد. این آنتن را می توان با کانکتور RP-TNC صرفاً به AP متصل کرد. شکل آنتن مستطیلی به ابعاد تقریبی 14x7x2 سانتی متر و دارای وزن سبکی حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰ گرم است و براحتی می توان آن را در سقف کاذب آپارتمانها جا داد و رنگ خاکستری مایل به سفید آن ظاهر ساختمان را حفظ خواهد کرد. بهره این آنتن حدود ۲ dBi و برد حداکثر آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۱۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۴۵ متر است. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن و AP (بسته به نشان و نوع آن ) بین یک تا دو متر است.

آنتن های همه جهته مخابراتی

 این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در داخل ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنت ۳۶۰ درجه (دایره کامل ) و زاویه تابش عمودی آن بین ۴۰ تا ۵۰ درجه است. شکل چنین آنتنی , استوانه ای (میله ای ) به طول تقریبی ۲۵ سانتی متر , قطر ۲.۵ سانتی متر و دارای وزن سبکی ( بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ گرم ) است . از آنجایی که این نوع آنتن برای آویزان کردن از سقف پیش بینی شده , عموماً به همراه پایه و دیوارکوب مناسب عرضه می شود. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن دستگاه مخابراتی ( بسته به نوه و نشان آنتن ) بین یک تا دو متر است و با کانکتور RP-TNC ( یا مشابه آن ) به دستگاه وصل می شود. بهره این آنتن حدود ۵ dBi و حداکثر برد آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۶۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۵۰ متر و در سرعتهای بالاتر حدود ۱۵ متر است.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه بیست و ششم مرداد ۱۳۹۷

آنتن فرستنده چیست ؟ (نحوه عملکرد و کاربرد)مخابرات 

نویسنده: افشین رشید

آنتن فرستنده یا  Transmitting antenna ابتدایی ترین مبحث مخابرات میباشد که به آن می پردازیم.

آنتن فرستنده از یک سیم مستقیم تشکیل شده است که اگر در فرستنده به کار رود، امواج فرستنده را به امواج الکترو مغناطیس تبدیل نموده و پخش می نماید

شماتیک آنتن فرستنده

در ارسال امواج از فرستنده به گیرنده از طریق هوا مشکلی ایجاد نخواهد شد واین بستگی دارد که از کدام نوع فرکانس ها و امواج برای ارسال استفاده می کنیم و قصد داریم تا چه مسافتی آن را ارسال کرده و در چه زمانی قصد این کار را داریم.
در واقع سه نوع مختلف از امواج در طی مسافت وجود دارد.

۱. نوع اول که با نام خط دید درمسیر مستقیم نامیده می شود، درست همانند مسیری که پرتوهای نور طی می کنند.در مدل های قدیمی در شبکه های تلفن راه دور برای انتقال تماس ها بین دو دکل از امواج ماکروویو استفاده می شد.

۲. این نوع امواج می توانند با سرعت انحنای زمین را طی کنن و به نام امواج زمینی شناخته می شوند. موج AM (موج وسط) رادیو می تواند مسیرهایی بین کوتاه تا متوسط را طی کند و به همین دلیل ما قادر به شنیدن سیگنال های رادیویی در دوردست ها می باشیم در هنگامی که فرستنده و گیرنده در مسیر مستقیم یکدیگر نمی باشند.

۳. این امواج می توانند به آسمان و بالاتر از ایونسفر (لایه ای از اتمسفرکره زمین که دارای بارهای الکتریکی آزاد می باشد و به فاصله ۸۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرارگرفته است) فرستاده می شود و دوباره به سمت زمین بازمی گردنند.
بهترین کارایی این امواج در شب هنگام می باشد و به همین دلیل ما می توانیم امواج رادیویی AM که متعلق به دیگر کشورها می باشد را در بعد از ظهرها راحت تر دریافت کنیم. درطی روزامواج ارسال شده به آسمان توسط لایه های پایین ایونسفرجذب می شوند اما این اتفاق در شب هنگام رخ نمی دهد و در عوض لایه های بالای ایونسفر امواج رادیویی را دریافت کرده و به سمت زمین بازمی گرداند و این اتفاق به ما یک آینه بسیار بزرگ و تاثیرگذار در آسمان می دهد که می تواند کمک کند امواج رادیویی ارسال شده توسط آنتن های فرستنده مسافت های بسیار طولانی را طی کنند.

کاربرد های آنتن فرستنده : 

1. پخش رادیو و تلویزیون و …

• سنجش از راه دور

1. رادار [سنجش از راه دور فعّال-تابش و دریافت]
   1. کاربردهای نظامی (جستجو و ردیابی هدف)
   2. رادار هواشناسی و واپایش جریان هوا
   3. تشخیص سرعت خودرو
   4. واپایش شدآمد 
   5. رادار نافذ به زمین (GPR)
   6. کاربردهای کشاورزی

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه بیست و ششم تیر ۱۳۹۷

نحوه عملکرد و کاربرد (هارپ) HAARP  (علوم مخابرات- راداری )

هارپ یک پروژه تحقیقاتی است که در ظاهر برای بررسی و تحقیق درباره لایه‌ی یونوسفر و مطالعات معادن زیرزمینی (با استفاده از امواج رادیویی ELF/ULF/VLF) می‌باشد. از هارپ می‌توان با کمک امواج و نیروی(فرکانس_ ولتاژ) در یونیسفر   برای دگرگونی وضعیت آب و هوایی جهان، ایجاد سونامی و نیز مختل کردن سیستم‌های ارتباطی - راداری و مواردی ازاین دست استفاده کرد.یونوسفر به لایه‌های بالایی جو کره زمین گفته می‌شود که درفاصله ۵۰ کیلومتری الی ۱۰۰۰ کیلومتری بالاتر از سطح زمین قراردارد.با هارپ میتوان (ولتاژ فشار قوی برپایه فرکانس) آزمایش‌هایی برای تحریک موقت یک منطقه محدود از یونوسفر انجام داد، تحریک کردن لایه حساسی، چون یونوسفر می‌تواند پیامد‌های فاجعه باری به همراه داشته باشند.‌ انتشار امواج آسمانی به نوعی انشار اطلاق می گردد که در آن امواج رادیویی منشر شده در فضا بعد از برخورد با لایه های یونیزه ی جو(یونسفر)مجددا به طرف زمین منحرف می گردند.ناحیه ی یونیزه ی جو از 50کیلومتری سطح زمین شروع می شود و تا ارتفاع 400کیلومتری ادامه می یابد.

ناحیه ی یونسفر خود به سه لایه تقسیم بندی شده است که به ترتیب (ارتفاع)به لایه هایF,E,D معروف اند.

سیستم هارپ (HAARP) طوری طراحی شده است که بر روی آیونوسفیر تاثیر مستقیم داشته باشد. از نمونه های این تاثیرات قرمز و گداخته شدن و یا ذره بینی نمودن لایه را میتوان نام برد.اصابت به آیونوسفیر و بازگشت به زمین قادر اند نه تنها به عمق دریا بروند بلکه فرا تر رفته و به اعماق زمین نیز وارد میشوند و عملکرد آن بمانند "رادیو ترموگرافی" (Radio Thermography) است که امروزه ژئولژیست ها برای  اکتشافات مخازن مختلف شامل گاز و نفت استفاده می کنند.  وقتی یک موج کوتاه "رادیو ترموگرافی" به داخل زمین فرستاده میشود به لایه های مختلف برخورد کرده و آن لایه ها را به لرزه می آورده و از لرزش صدایی با فرکانسی مخصوص تولید و به سطح زمین باز میگرداند و ژئولژیست ها از صدای بازگشتی قادرند مخازن زیرزمین را شناسایی کرد.

وقتی که آیونوسفیر گداخته شده (به رنگ قرمز دیده می شود) و سپس مثل یک قلب شروع به تپش میکند و از این تپش ها، فرکانس های فوق کوتاه تولید شده که پس از اصابت به زمین به  داخل آن نفوذ مینماید .

(ساختمان داخلی هارپ Haarp)

هارپ دارای آنتن های  متعدد و مجتمع در سطح زمین میباشد این آنتن ها امواج مافوق کوتاه ELF/ULF/VLF  را تولید و به آیونوسفیر پرتاب می کنند. در واقع یک سیستم مخصوص(پرتاب سیگنال _ ولتاژ فشار قوی) متشکل از  (١٨٠ برج آنتن آلومنیومی به ارتفاع ٥٠/٢٣متر) تشکیل و برروی زمینی وسیعی به مساحت حداقل ٢٣٠٠٠ متر مربع میباشد.رادیوترموگرافی سیستمی است که با قدرتی به کوچکی ٣٠ وات لایه های زیر زمینی را به لرزه درمی آورد و حال آنکه هارپ سیستم فوق الاده پیشرفته تری است که همان لایه های زمین را می تواند با استفاده از قدرتی برابر با ١,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (یک میلیارد)  تا ,١٠,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (ده میلیارد) وات  را بلرزاند.(مثل به لرزه در آوردن لایه های زیر زمین به سبب اصابت فرکانس های تولید شده از آیونسفیر) و سپس در گوش صدا تولید شده و شنونده آنرا به شنود.

با کمی فکر کردن می توان متوجه این شد که تکنولوژی هارپ "با ویژگی معادن یابی" برای پیدا کردن مخزن های گازی و نفتی ساخته نشده است. زیرا برای پیدا کردن مخازن نیاز به یک میلیارد وات نیست و یک ترموگراف برای این کار کافیست. با توجه به تاثیرات هارپ بر روی آیونوسفیر و نهایتا تاثیرات آن بر روی زمین و وضعیت آب و هوا، می باشد.این تغییرات شامل خشکسالی در مناطقی که تا به حال بی سابقه بوده است، بارندگی های سیل آسا در جاهایی که به خشک بودن معروف هستند، طوفان ها و سونامی ها و ساده تر از همه ایجاد زلزله را میتوان برای هارپ به شمار آورد. امواج بازگشتی از آیونوسفیر، پس از ورود به عمق دریا میتوانند صدمات جانی برای موجودات دریایی، به خصوص نهنگ ها و دلفین ها را در بر داشته باشند.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه ششم خرداد ۱۳۹۷

آنتن کاسگرین چیست؟( نحوه عملکرد و ساختار اصلی و کاربرد)

نویسنده: افشین رشید

(ساختمان اصلی کاسگرین امواج ماکروویو )

آنتن کاسگرین نوعی آنتن مایکروویو که تغذیه گر آن در نزدیکی یا روی سطح بازتابنده ی اصلی نصب می شود و جهت آن به طرف آینه ای واقع در کانون سطح بازتابنده است . انرژی تغذیه گر ابتدا به آینه تابیده و سپس از طریق آن به روی بازتابنده اصلی پخش می شود . با این روش ، که از فن آوری تلسکوپ نوری الهام گرفته است . دیگر نیازی به نصب یک تغذیه گر سنگین در فاصله دوری از بازتابنده ی اصلی نیست .

(کاربرد آنتن کاسگرین)

عمده ترین کاربرد موج میلیمتری تصویر برداری از اشیای فلزی مدفون است. با توجه به منحنی های تضعیف سیگنال ، فرکانس 94 گیگاهرتز یکی از انتخابهای طیف موج میلیمتری می باشد. در این مقاله، طراحی و شبیه سازی آنتن یک سامانه تصویر بردار موج میلیمتری مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. هدف غایی از سامانه ی مذکور استخراج تصویر با دقت تفکیک 2 سانتی متر در 2 سانتی متر در فاصله چهارمتری (میدان نزدیک) است. بدین لحاظ جهت نیل به هدف فوق، توان سیگنال در فاصله چهار متری و افست یک سانتی متری از محور آنتن بایستی به اندازه نصف آن در همین فاصله روی محور آنتن باشد. با توجه به ویژگی مذکور نیاز به یک آنتن بازتابنده با قطر 70 سانتی متر با ساختار کاسگرین است. آنتن تغذیه بازتابنده دارای پهنای پرتو 12 دسیبل به اندازه 24 درجه با مرکز فاز نقطه ای است. با توجه به آنکه نقطه تمرکز انرژی در فاصله ی میدان نزدیک قرار دارد از بازتابنده های فرعی مختلفی جهت استحصال بهترین بازدهی استفاده شده است. همچنین اثر چرخاندن بازتابنده ی فرعی روی توزیع توان و بازده داده شده است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه بیست و ششم اردیبهشت ۱۳۹۷ |

تاثیر مخرب الکترو مغناطیس (میدان مغناطیسی) یا ناپایداری حرارتی بر سیستم های مخابراتی- راداری (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

علت وجود خاصیت مغناطیسی در برخی مواد، وجود مولکول های دو قطبی مغناطیسی است. هر یک از این مولکول ها در حقیقت یک ذره آهنربایی با دو قطب N و Sهستند که اگر به صورت منظم کنار هم قرار بگیرند، خاصیت مغناطیسی قوی تر شده و میدان مغناطیسی ایجاد می شود.میدان‌ های الکترومغناطیس را میتوان به‌عنوان مناطق نامرئی انرژی معرفی کرد. که اغلب به تشعشعات الکترومغناطیس اتلاق می‌شود که با استفاده از برق و انواع مختلف نور طبیعی و یا ساخته دست بشر  ایجاد می‌شوند.میدان‌ های مغناطیسی از جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. هر چه میزان الکتریسیته در میدان مغناطیسی قوی‌تر باشد، تابش الکترومغناطیس قوی‌تر است.میدان‌های الکترومغناطیسی متغیر در زمان که توسط دستگاه‌های الکتریکی مصنوعی  تولید می شوند، نمونه‌ای از میدان‌های فرکانس کم (ELF) هستند که به‌طور کلی فرکانس‌هایی تا 300 هرتز دارند.فرکانس‌های متوسط (IF) از 300 تا 10 مگاهرتز؛ امواج رادیویی با فرکانس بالا “بخشی از طیف الکترومغناطیسی” مانند تشعشع نور هستند. که توسط دستگاه هایی مانند هارپ تولید میشوند.

نحوه نفوذ امواج مخرب الکترومغناطیس (طبیعی_ مصنوعی) در امواج راداری- مخابراتی_ ارتباطی - دیتا

گردابه پشت امواج مخابراتی _ ارتباطی _ دیتا که از جدایش جریان روی آنها به وجود می‌آید موجب ایجاد نیروهای ناپایا و ارتعاش روی آنها می‌گردد. کنترل رفتار مخرب این گردابه و فرونشاندن ناپایداری‌های حرارتی و جریانی ایجاد شده توسط آن از دیرباز مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. با اعمال میدان مغناطیسی در جهت مناسب، رفتار مخرب گردابه و ناپایداری‌ های حرارتی و جریانی ایجاد شده توسط آن را در یک فرکانس و امواج پایه  کنترل کرد. میدان مغناطیسی موجب کاهش انتقال می‌شود. برای جبران این مشکل وهمچنین کاهش طول فرکانس ها ، از مواد متخلخل با نفوذ پذیری و هدایت حرارتی بالا استفاده میشود.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه شانزدهم فروردین ۱۳۹۷