در سال‏های اخیر با پیشرفت‏های صورت‏گرفته در زمینه ساخت سیستم‏های میکروالکترومکانیکی (mems)، استفاده از قطعات میکرومکانیکی فرکانس‏گزین، به‏دلیل عملکرد عالی، اندازه کوچک و قابلیت مجتمع شدن آن‏ها بر روی تراشه، در سیستم‏های مخابراتی بی‏سیم گسترش یافته است. هم‏چنین اثبات شده که استفاده از این قطعات در معماری‏های نوین فرستنده- گیرنده های مخابراتی می‏تواند منجر به بهبود عملکرد، کاهش مصرف توان و کاهش اندازه این سیستم‏ها شود. در این پژوهش، بیش‏تر بر روی تحلیل، مدل‏سازی، طراحی و ساخت قطعات میکرومکانیکی فرکانس‏گزین نظیر تشدیدگر، فیلتر و میکسر- فیلتر میکرومکانیکی برای کاربرد در باند فرکانسی fm تأکید می‏شود. برای این منظور، مدهای ارتعاشی حجمی در ساختار حلقوی به‏دلیل برخی ویژگی‏های منحصر به فرد نظیر توانایی دستیابی به ضریب کیفیت بالا، مقاومت جنبشی پایین و آزادی عمل در طراحی ابعاد، انتخاب می‏شوند. مدل تحلیلی جدیدی برای تشدیدگرهای حلقوی به‏عنوان المان پایه میکسر- فیلترهای حلقوی میکرومکانیکی، پیشنهاد شده و سپس این مدل برای طراحی میکسر- فیلترهای حلقوی توسعه داده می‏شود. شبیه‏سازی‏های ساختاری با استفاده از تحلیل‏های المان محدود نرم افزار ansys انجام و با نتایج به‏دست آمده توسط مدل تحلیلی مقایسه و درستی مدل ارائه‏شده تأیید می‏شود. سپس، تحلیل و مدل‏سازی مکانیزم‏های اتلاف انرژی و پیش‏بینی ضریب کیفیت تشدیدگر حلقوی میکرومکانیکی، به‏عنوان یکی از پارامترهای مهم در طراحی قطعات فرکانس‏گزین انجام و رابطه بسته ضریب کیفیت ناشی از هر مکانیزم میرایی محاسبه می‏شود؛ به‏طوری‏که روابط به‏دست آمده دید خوبی را در زمینه طراحی تشدیدگرهای حلقوی میکرومکانیکی با ضریب کیفیت بالا فراهم می‏کند. هم‏چنین، مدل‏سازی اثرات غیر خطی الکتریکی و مکانیکی محدود کننده عملکرد تشدیدگرهای میکرومکانیکی حلقوی انجام و اثرات آن بر پایداری فرکانسی و خطی‏بودن این تشدیدگرها بررسی می‏شوند. فرآیند طراحی میکسر- فیلتر میکرومکانیکی بر مبنای فرآیند ساخت مبتنی بر ویفرهای soi و در نظر گرفتن محدودیت‏های ساخت، برای تشدیدگرهای حلقوی میکرومکانیکی با کوپلاژ مکانیکی مد حجمی انجام می‏شود. میکسر- فیلتر طراحی شده دارای فرکانس if، mhz 7/10 با پهنای باند khz 220 و اتلاف تبدیل db 6/13 است؛ و توانایی جایگزینی دو بخش میکسر و فیلتر میان‏گذر غیرفعّال را در سیستم گیرنده fm دارد. فرآیند ساخت تشدیدگر و میکسر- فیلتر میکرومکانیکی حلقوی با استفاده از تکنولوژی liga و به دو روش لیتوگرافی اشعه ایکس (x-ray) و لیتوگرافی ماوراء بنفش (uv) انجام می‏شوند. در فرآیند ساخت، روش‏های جدیدی در زمینه ساخت ماسک لیتوگرافی اشعه ایکس و آزادسازی ساختار، در جهت کاهش هزینه پیشنهاد می‏شوند. نتایج اندازه‏گیری، عملکرد و موفقیت ساخت قطعات میکرومکانیکی فرکانس‏گزین را تأیید می‏کند. تشدیدگر ساخته‏شده با این روش، ضریب کیفیت 140000 را در فرکانس تشدید mhz 37/9 تحت شرایط خلأ mbar 1/0 از خود نشان می‏دهد؛ و بخش فیلتری میکسر- فیلتر ساخته‏شده، نیز عملکرد فیلتر میان‏گذر در فرکانس مرکزی mhz 3/10 با پهنای باند khz 26 را تأیید می‏کند. نتایج به‏دست آمده در زمینه ساخت نشان می‏دهند که در صورت بهینه‏سازی فرآیندهای موثر بر خواص مکانیکی نیکل در آبکاری و استفاده از ماسک‏های لیتوگرافی با تفکیک بالا، می‏توان از مدل تحلیلی و روش ساخت ارائه شده در این پژوهش برای طراحی و ساخت قطعات میکرومکانیکی فرکانس‏گزین استفاده کرد.

در این تحقیق، چالش های موجود در طراحی اسیلاتورهای یکپارچه، علت استفاده از روش های هوشمند، شماری از روش های هوشمند بکارگرفته تاکنون و راهکارهای هوشمند در طراحی و بهینه سازی اسیلاتورهای یکپارچه ارائه شده است. در ادامه یک ابزار طراحی به کمک رایانه (cad tool) با بکارگیری الگوریتم جستجوی هارمونی (hs) در محیط متلب (matlab) با استفاده از تحلیل تعادل هارمونیک (harmonic balance) در شبیه سازی اچ اسپایس آر اف (hspice rf) با در نظرگرفتن رویکرد پارازیتی عناصر در فرکانس رادیویی، با بکارگیری تکنیک وزن دهی اهداف (نویزفاز (noise phase)، توان مصرفی (power consumption) و ...) معرفی گردیده است. ویژگی منحصر به فرد این ابزار طراحی به کمک رایانه، استفاده از فرامین سیستم عامل جهت کنترل تحلیل بالانس هارمونیک می باشد. از طرفی، ابزار مذبور با پاره ای تغییرات، قابلیت طراحی و بهینه سازی مدارهای فرکانس رادیویی (rf) دیگر را نیز دارد. از این ابزار برای طراحی و بهینه سازی اسیلاتور کنترل شونده با ولتاژ متقابل مزدوج ماسفت تکمیلی سلف خازنی (cross coupled cmos lc vco) با سه نوع هسته بهینه ساز (hs و ipo و pso)، در مقایسه با طراحی و بهینه سازی دو نوع اسیلاتور دیگر (اسیلاتور کنترل شونده با ولتاژ متقابل مزدوج ماسفت نوع n سلف خازنی (cross coupled nmos lc vco) و اسیلاتور متقابل مزدوج کنترل شونده با ولتاژ ماسفت نوع p سلف خازنی (cross coupled pmos lc vco)(، به صورت مطالعه موردی، استفاده شده است. سپس، مدارهای بهینه شده با نرم افزار شبیه سازی cosmosscope، شبیه سازی شده اند.

امروزه با پیشرفت‏های انجام شده در زمینه ساخت سیستم‏های میکرو‏الکترومکانیکی (mems)، استفاده از قطعات میکروالکترومکانیکی rf، به‏د‏لیل عملکرد عالی، اندازه کوچک و قابلیت مجتمع شدن، در سیستم‏های ارتباطی بی‏سیم کاربرد گسترده‏ای یافته است. در این پژوهش ابتدا یک فیلتر میکرومکانیکی if برای کاربرد در فرستنده-گیرنده‏های بی‏سیم gsm با فرکانس مرکزی mhz 7/10 و پهنای باند khz 200 طراحی و مدل‏سازی می‏شود. سپس با توجه به مدل ارائه شده، افزایش ضریب کیفیت تشدیدگرهای میکرومکانیکی سازنده فیلتر موردنظر، برای بهبود مشخصات فیلتر استفاده می‏شود. بنابراین، با توجه به غالب بودن مکانیزم اتلاف تکیه‏گاه در فرکانس‏ها و مد ارتعاشی مورد نظر، رابطه ضریب کیفیت اتلاف تکیه‏گاه در مد ارتعاشی خمشی محاسبه و طرح جدیدی برای افزایش ضریب کیفیت اتلاف تکیه‏گاه در فیلتر میکرومکانیکی مورد نظر پیشنهاد می‏شود. در این طرح، از تیرهای t شکل به جای تیرهای نگهدارنده معمولی استفاده شده و تمام روابط آن استخراج و مدل‏سازی شده اند. محاسبات انجام شده نشان می دهند که ضریب کیفیت تشدیدگرهای t شکل در حدود 5/1 برابر افزایش یافته و در نتیجه عملکرد فیلتر میکرومکانیکی ساخته شده با این تشدیدگرها از نظر اتلاف الحاقی بهبود می‏یابد.

در این پایان نامه روشی موثر جهت تأیید هویت اثر انگشت پیشنهاد شده است. اکثر روش های موجود از ویژگی های محلی یا مینوشیا برای تأیید هویت استفاده می کنند. استخراج ویژگی های محلی علاوه بر زمان بر بودن آن، منجر به تولید مینوشیای جعلی و حذف مینوشیای واقعی می شود. همچنین استخراج مینوشیا از تصاویر با کیفیت پایین عملاً غیر ممکن بوده و تطبیق دو مجموعه با تعداد مینوشیای متفاوت مربوط به دو اثر انگشت از دیگر مشکلات تأیید هویت اثر انگشت به کمک ویژگی های محلی است. در روش پیشنهادی دو بردار ویژگی برای تصویر ثبت نامی استخراج، و در پایگاه داده ذخیره می شود. یکی مربوط به جهت رگه های اطراف نقطه هسته و دیگری مربوط به طیف فرکانسی تصویر اثر انگشت می باشد. به منظور تطبیق دو اثر انگشت، از فاصله اقلیدسی به عنوان معیاری برای ارزیابی شباهت استفاده شده است. این روش احتیاج به هیچ پیش پردازشی ندارد و به چرخش و انتقال تصویر حساس نیست. از طرف دیگر وابستگی کامل به نقطه هسته نداشته و در صورت قرارگیری نقطه هسته در هر ناحیه ای، استخراج ویژگی ها امکان پذیر می باشد. الگوریتم پیشنهادی توسط تصاویر استاندارد fvc2000 و fvc2002 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده کارایی و دقت روش ارائه شده را نشان می دهند.