هدف از حل یک مسأله پراکندگی معکوس، تعیین پارامترهای محیط مجهول با استفاده از تابش موج به آن و اندازه گیری امواج پراکنده شده می باشد .در این پایان نامه، مسأله پراکندگی معکوس در حوزه زمان و در حالتهای یک و دو بعدی مورد بررسی قرار می گیرد .دو مشکل عمده این نوع مسائل ، غیرخطی و بدرفتار بودن آنهاست که به طور کامل تشریح شده و راهکارهای مقابله با آنها بیان می شود .امروزه مسائل پراکندگی معکوس اغلب با روش های بر مبنای بهینه سازی بررسی می شوند .پس از معرفی دو نمونه از بهینه سازهای قوی و پرکاربرد taguchi و de حل مسأله به روش بسط به توابع پایه پالسی مسأله (pfe) معرفی می گردد که متداول ترین روش حل مسائل پراکندگی معکوس می باشد . درروش،pfe فضای مش بندی شده و پارامترهای مجهول محیط در هر کدام از مش ها ثابت فرض می شوند .سپس در یک فرایند بهینه سازی، سعی می شود که این پارامترهای مجهول به نحوی تعیین شوند که تابع هزینه فرایند بهینه سازی که اختلاف میان میدان های الکترومغناطیسی ناشی از شبیه سازی و اندازه گیری را نشان می دهد، کمینه گردد. خواهیم دید که هر چند روش pfe دقت خوبی دارد، اما از نظر محاسباتی بسیار حجیم می باشد .ضمن اینکه به اطلاعات نویزی نیز کاملا حساس است. برای مقابله با این مشکل، روش بسط پروفایل های محیط بر حسب یک دسته توابع پایه مطرح می گردد که در این صورت، تعداد مجهولات و در نتیجه ، هم حجم محاسبات و هم درجه بدرفتاری مسأله معکوس، بسیار کمتر از روش pfeخواهد بود. سپس دسته توابع bspline معرفی شده و بازسازی با کمک آنها انجام گرفته و برای حالت های یک و دو بعدی مقایسه می شوند .بطوریکه روش بسط مزایای بسیار مهم کاهش تعداد مجهولات و همچنین عدم نیاز به استفاده از عبارت رگولاریزاسیون را دارد. همچنین دو ایده در این پروژه برای اولین بار مطرح شده است و همانطور که نتایج نشان می دهند خطای بازسازی را در مقایسه با روشهای قبلی به شدت کاهش داده اند. یکی استفاده از درجات پایین بسط bspline است که برای اجسام با لبه های تیز بسیار مناسب است. لازم به ذکر است که بازسازی اجسام با لبه های تیز از مسائل مشکل حیطه پراکندگی معکوس است ‎[13] . ایده دوم بسط دوبعدیbspline برای محیط دی الکتریک است که با این فورمول بندی برای اولین بار استفاده شده است و نتایج قابل ملاحظه ای ارائه شده است.

در سالهای اخیر ساختارهای باند ممنوعه الکترومغناطیسی به دلیل خواص منحصر به فردی که در مواد دیگر قابل مشاهده نیست توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کردهاند. از این جهت این ساختار زیرمجموعهای از فرامواد است. فعالیتهای تحقیقاتی گوناگونی بر روی این ساختارها در حال انجام است و کاربردهای گوناگونی برای این ساختارها ارائه شده است. از جمله آن میتوان به کاربرد ساختارهای باند ممنوعه الکترومغناطیسی در طراحی آنتنهای کوچک، آنتنهای آرایه فازی، فیلترهای مایکروویو و ... اشاره کرد. در این پروژه کاربرد ساختارهای باند ممنوعه الکترومغناطیسی در بهبود مشخصات آنتنهای حلزونی بررسی میشود. نیاز به آنتنهای حلزونی کوچک با پترن یکطرفه توجه بسیاری از محققان را به سوی ساختارهای باند ممنوعه الکترومغناطیسی جلب کرده است. روش متداول برای ایجاد یک پترن یک طرفه از آنتن حلزونی استفاده از یک حفره جاذب در طرف دیگر آنتن است. در هر حال این روش باعث کاهش بازده آنتن به نصف شده، و هزینه ساخت و ابعاد آنتن را نیز افزایش میدهد. برای افزایش بازده از آنتن است. ولی این روش پهنایباند آنتن را ?/ آنتن یک روش استفاده از صفحه زمین فلزی در فاصله 4 به شدت کاهش میدهد. در این پروژه در ابتدا از بازتابنده ساختهشده از ساختارهای باند ممنوعه الکترومغناطیسی به منظور ایجاد یک پترن یکطرفه از آنتن حلزونی استفاده شده است. سپس استفاده از نگهدارندههای فلزی را با بازتابنده فلزی برای طراحی آنتن حلزونی کوچک با پترن یکطرفه و پهنای باند بالا پیشنهاد میکنیم. مشکل بزرگ آنتنهای حلزونی کوچک نبودن یک ساختار تغذیه صفحهای است. در ادامه این تحقیق یک ساختار تغذیه صفحهای جدید برای آنتنهای حلزونی کوچک با پترن یکطرفه پیشنهاد میشود

پوشش های الکترومغناطیسی یکی از زمینه های نوین و گسترش یابنده دانش امروز هستند. هدف اصلی cloaking پوشاندن یک جسم با ماده ای دارای ویژگی های خاص برای پنهان ساختن جسم است. با منحرف ساختن پرتوهای موج یا جبهه موج می توان به این هدف رسید، بگونه ای که این پرتوها در اطراف جسم به آرامی و یکنواخت خم می شوند و پس از گذشتن از جسم دوباره مسیر اصلی خود را پی می گیرند و این گمان را می سازند که فضا تهی است و جسمی وجود ندارد. در این کار روش های مختلف cloaking در فرکانس های مختلف بررسی شده است. البته تمرکز اصلی کار بر استفاده از خطوط انتقال و ساختار های متامتریال برای cloaking است. نقطه ضعف ساختار مرسوم پیچیدگی ساخت و پهنای باند محدود است. برای مرتفع ساختن این دو نقیصه در این کار از خطوط انتقال بدون بار برای cloaking استفاده شد. خطوط انتقال باعث می شود که امواج الکترومغناطیس درون شبکه ی خط انتقال اطراف شیء کوپل شده و بدون اینکه اسکترینگی در جهت جلو و عقب اتفاق بیافتد از شیء عبور کند. استفاده از خطوط انتقال بدون بار پهنای باند زیادی را برای ما فراهم می کند. با استفاده از ساختاری جدید که دارای فضایی خالی در مرکز ساختار cloak است، امکان قرار گرفتن اشیاء با ابعاد بزرگ تر ایجاد شده است. با استفاده از روشی جدید، در این پایان نامه تلاش شده است که کیفیت cloaking ارتقا یابد. برای این منظور از متامتریال درون ساختار استفاده شده است. این محیط با قرار دادن میله های باریک در ساختار خط انتقال ایجاد شده است و کیفیت cloaking را افزایش داده است.

از دیدگاه الکترومغناطیسی، مواد به دو دسته کلی طبیعی و فراماده تقسیم بندی می شوند. فرامواد ساختارهایی مصنوعی هستند که به دلیل خواص و کاربردهای متنوع در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. فرامواد اشاره به موادی دارد که به صورت عادی در طبیعت موجود نیستند و می بایست به صورت مصنوعی ساخته شوند. در این رساله کاربردهای فرامواد در زمینه بهبود مشخصات آنتنی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. یکی از کاربردهای مهم فرامواد، کوچک سازی آنتن است. بر اساس روند کلی فعالیت های انجام شده و نتایج آخرین مقالات ارائه شده در این راستا، پیشنهاداتی به منظور بهبود مشخصه های آنتن های تک قطبی و دوقطبی سیمی ارائه شده است. روش پیشنهادی در این رساله، استفاده از تکنیک بارگذاری فرامواد در طول آنتن سیمی است. بررسی تحلیلی مسئله، با استفاده از روش تطبیق مودها به انجام رسیده است. به منظور بررسی تحقق پذیری ایده پیشنهادی، دو روش کلی برای پیاده سازی آنتن بارگذاری شده با فرامواد پیشنهاد و پیاده سازی شده است. نتایج طراحی، شبیه سازی های عددی و اندازه گیری آنتن های پیشنهادی ارائه و مقایسه گردیده است.

هدف از انجام این پایان نامه، طراحی، شبیه سازی و ساخت یک آنتن آرایه فازی کوچک وکم هزینه است. برای کوچک شدن اندازه کلی آنتن آرایه فازی، محدودیت ابعاد در طراحی هر یک از قسمت های اصلی آن (شامل عناصر آنتن، شیفت دهنده های فازی و شبکه تغذیه) لحاظ شده است. در طراحی عناصر آنتن توجه زیادی به کاهش مقدار تزویج متقابل بین عناصر شده است و برای تحقق این منظور، از عناصر آنتن طراحی شده بر اساس سلول واحد ترکیبی دست راستی / چپی استفاده شده است. بررسی های انجام شده در این پایان نامه نشان می دهد که مقدار تزویج متقابل بین عناصر آنتن مذکور بسیار کمتر از مقدار تزویج متقابل بین عناصر آنتن پچ مستطیلی است. در نتیجه استفاده از این عناصر آنتن می تواند منجر به کاهش فاصله بین عناصر و همچنین کاهش اندازه کلی آنتن آرایه فازی شود.

افزایش وسایل الکتریکی در دنیای امروزی سبب ایجاد سیگنالهای تداخلی با سطوح توان مختلف شده است. سازگاری سیستم های الکتریکی در مقابل این سیگنالها، تابع عوامل مختلفی از جمله میزان پذیرندگی سیستم به امواج الکترومغناطیسی، توانایی در سنجش و کنترل و همچنین ایزوله کردن سیستم در مقابل آنهاست، اندازه گیری میزان تشعشع و حساسیت تشعشعی دستگاهها و وسایل الکتریکی، دو اصل اساسی اندازه گیری تداخل الکترومغناطیسی و سازگاری الکترومغناطیسی می باشد. در اغلب آزمایشگاهها برای اندازه گیری emc/emi از سلول الکترومغناطیسی tem استفاده می کنند. سلول tem وسیله ای است جهت ایجاد میدان الکترومغناطیسی یکنواخت در یک محیط مسدود و ایزوله شده از محیط خارج، که علاوه بر داشتن کاربردهای وسیع در آزمایشهای emc/emi در آزمایشهای مختلف تعیین مشخصات آنتنهای کوچک و کالیبراسیون آنها نیز کاربرد دارد.

در این پروژه به طراحی، شبیه سازی و ساخت داپلکسر موجبری مایکروویو در فرکانس 900mhz پرداخته شده است این داپکسر با ترکیب دو فیلترمیان گذر موجبری بدست می آید. لذا در این پایان نامه ابتدا چند روش طراحی فیلترها معرفی و با استفاده از هر روش یک فیلتر طرح و شبیه سازی می شود. سپس روشی برای ترکیب فیلترها و تحقق داپلکسر معرفی می شود. پس از آن روش ساخت داپلکسر بیان و در انتها نتایج حاصل از شبیه سازی و ساخت داپلکسر آورده می شود.