سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد مهندسی برق – مخابرات

عنوان:تصویربرداری با امواج میلیمتری در شرایط بد جوی مانند مه، ابر، طوفان های شن و…

چکیده

تصویربرداری رادیومتری امواج میلیمتری غیرفعال سال های زیادیست که شناخته شده است. تحقیقات انجام شده در دهه های هفتاد و هشتاد به وضوح حسن شبیه سازی با این روش را نشان داده است. طول موج کوتاه امواج میلیمتری به همراه خصوصیات خوب انتشار در جو باعث شده آنها بهترین فرکانس برای تصویربرداری در مه، ابر، دود، طوفان های شن و دیگر شرایط با دید کم باشند. بهترین انتشار در محدوده فرکانس 35 تا 94 گیگاهرتز و 140 تا 220 گیگاهرتز اتفاق می افتد. فایده فرکانس پایین تر انتشار بهتر است در صورتی که فرکانس بالاتر، سیگنال و کیفیت بهتری می دهد. عواملی پیشرفت کامل در سیستم های تصویربرداری را محدود کرده است. مخصوصا محدودیت هایی که به دلیل حساسیت گیرنده و قیمت و بزرگ بودن روزنه دوربین وجود دارد. تکنولوژی امروز می تواند این محدودیت ها را برطرف کرده و سیستم های مختلفی بسازد که برای امور متنوعی مفید باشند. سنسورهای تصویربرداری امواج میلیمتری غیرفعال، تشعشع جسم سیاه که به طور طبیعی از منظره تصویربردای شده منتشر می شود را اندازه می گیرند. مشابه یک دوربین مادون قرمز، یک رادیومتر امواج میلیمتری غیرفعال، یک گیرنده امواج الکترومغناطیسی که البته انرژی الکترومغناطیسی را مانند یک رادار منتقل نمی کند. این مشخصه آخر یکی از فواید مهم سنسورهای تصویربرداری امواج میلیمتری غیرفعال هواپیما در سیستم های تصویری مرکب و یا بهبود یافته می باشد.

مقدمه

تصویربرداری با امواج میلیمتری غیرفعال یک روش ایجاد تصویر به وسیله آشکارسازی غیرفعال از موج میلیمتری که به طور طبیعی از یک منظره منعکس می شود می باشد. این گونه تصویربرداری چندین دهه است که انجام می شود یا حتی بیشتر اگر تصویربرداری رادیومتری از طریق اندازه گیری امواج مایکروویو را نیز به حساب بیاوریم. استفاده از سنسورهای جدید در حوزه امواج میلیمتری، تولید تصویر موج میلیمتری غیرفعال با کیفیت تصاویر نور مرئی را ممکن ساخته است و باعث ایجاد علاقه در این زمینه گردیده است. این علاقه تا اندازه ای به دلیل تمایل به گرفتن عکس در طول روز و شب، هوای صاف یا شرایط با دید کم مانند غبار، مه، ابر، دود یا طوفان های شن و حتی در مواردی که اختفا مهم است، می باشد.

محدوده وسیع تصویربرداری نظامی که از قابلیت تصویربردای در شرایط با دید کم سود خواهد برد، توأم با پوشیده و مخفی ماندن ذاتی آن شامل نظارت، دقت در تشخیص هدف، ناوبری، فرود هواپیما، سوخت گیری در هوای ابری، تجسس و نجات، آشکارسازی فلز در محیط ناوبری و نظارت بندر در مه و به طور مشابه، تعدادی از امور کشوری مانند فرود هواپیمای تجاری در مه، عملکرد هواپیما در مه، مراقبت بندر، کنترل ترافیک بزرگراه در مه و آشکارسازی تسحیلات پنهان شده در فرودگاه ها و دیگر مکان ها نیز از دیگر کاربردهای امواج میلیمتری غیرفعال به شمار می آیند.

امواج میلیمتری غیرفعال می توانند از میان مه، ابر، دود و… عبور کنند. بنابراین می تواند در هر آب و هوایی مورد استفاده قرار گیرد.

همیشه مه و شرایط با دید کم مزاحم هواپیمایی شده است. تصادفات مربوط به مه زیاد است و بلند شدن و فرودهای لغو شده به دلیل مه و شرایط با دید کم ضرر اقتصادی مهمی بر خطوط هوایی و بر پست و هواپیمایی عمومی داشته است. امواج میلیمتری خصوصیات انتشاری خوبی در هوا دارند و وقتی به منظور نشان دادن منظره روبرو بکار می روند، فاصله فضایی مناسبی را تحت پوشش قرار می دهند. دوربین های مرکزی امواج میلیمتری غیرفعال، سنسورهایی هستند که در آینده وسایل مفید و یا راه حلی در تکنولوژی فرود آمدن و بلند شدن هواپیما تحت شرایط بد جوی خواهند بود. آنها می توانند تصویر رادیومتری، مشابه تصاویر نور مرئی به صورت همزمان تا 30 هرتز تولید کنند. گروهی که گسترش و تولید این تکنولوژی چه از نظر سخت افزار و چه از نظر چگونگی عملکرد سیستم را بررسی می کند، به نام TRW شناخته می شود.

یک دوربین موج میلیمتری غیرفعال با پهنای باند زیاد می تواند در هلیکوپتر مورد استفاده قرار گیرد. انتقال اتمسفری در مه و باران در مورد امواج میلیمتری بسیار بیشتر از امواج مادون قرمز و نور مرئی می باشد. این مشخصه باعث می شود که امواج میلیمتری برای تصویربرداری در شرایط بد جوی مورد استفاده قرار گیرند. این روش براساس تصویربرداری مستقل می باشد و می تواند در محیط هایی که برای رادار، پردازش اطلاعات تصویر مشکل است به کار برده شود.

برخلاف سنسورهای طول موج نور مرئی و مادون قرمز، سنسورهای امواج میلیمتری غیرفعال به طول موج های بسیار کوچک حساس می باشند. در نتیجه آنها می توانند، در میان چیزها و اشیایی که نور نمی تواند از آنها عبور کنند و آنها را تار می بیند مانند چرم و الیاف نساجی عبور کند. علاوه بر این، انرژی تشعشع شده از اشیاء در این طول موج ها ده برابر طول موج مادون قرمز می باشد. بنابراین سنسورهای امواج میلیمتری غیرفعال در آشکارسازی اجسام پنهان شده و اشیای پلاستیکی و فلزی و… که احتمالا در فرودگاه، راه آهن یا ایستگاه های اتوبوس، وقایع ورزشی، اجتماعات عمومی یا در امور نظامی و دولتی مخفی و یا قاچاق می شوند مفید باشند.

در اینجا به بررسی مشخصه فرکانسی امواج میلیمتری، نور مرئی و امواج مادون قرمز پرداخته و انتشار این امواج در شرایط بد جوی نظیر غبار، مه، ابر، دود یا طوفان های شن را با یکدیگر مقایسه می کنیم. سپس اصول تصویربرداری توسط امواج میلیمتری و همچنین طرز کار یک دوربین تصویربرداری موج میلیمتری غیرفعال شرح داده می شود. در پایان کاربردهای مختلف و متنوع تصویربرداری با استفاده از امواج میلیمتری و به خصوص مورد استفاده آن در صنعت هواپیمایی بیان می گردد.

تعداد صفحه : 72

معلولیت دگرگونیهایی از نظر آناتومی و فیزیولوژی در بدن فرد ایجاد می کند که در یک مقطع شخص بیمار محسوب می شود ولی بعد از درمان، علی رعم داشتن ضایعه، باید تا حد امکان زندگی طبیعی داشته باشد. وسایل کمکی در این بین نقش مهمی دارند. از جمله این وسایل کمکی، صندلی چرخدار است که در صورت استفاده و تجویز درست، وسیله مناسبی برای دادن کمکهای حرکتی به افراد معلولیت دار بوده و به آنها در انجام امور شخص تا حد زیادی استقلال می دهد. صندلی چرخدار دارای انواع و اقسام مختلفی است که بسته به نوع و میزان معلولیت فرد و شرایط دیگر تجویز می شود. [۱]. صندلی های  چرخدار در یک سیستم تقسیم بندی به دو گروه که در یکی نیروی محرکه توسط انسان و در دیگری از طریق یک موتور سوختی یا الکتریکی تأمین می گردد. هدف در این پروژه طراحی و ساخت صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. صندلی چرخدار الکتریکی نخستین بار در اوایل قرن بیستم اختراع شد [۲]. اما به دلیل مشکلاتی که وجود داشت مصرف عمومی پیدا نکرد. در دهه ۱۹۴۰ استفاده از باتری اتومبیل و موتورهای استارتر، امکان ساخت صندلیهای ساده تری را فراهم کرد. البته سیستم های اولیه فقط با یک سرعت حرکت می کردند. کمی بعد با استفاده از روشهای مکانیکی مثل کلاچ، امکان کنترل سرعت برای صندلیها ایجاد شد. از دهه ۱۹۶۰ به بعد استفاده از ترانزیستور دو قطبیدو طراحی کنترل کننده های سرعت ایمنی صندلیها بسیار بالا رفت. در حال حاضر از ماسفت قدرت برای کنترل سرعت موتورهای DC در صندلی چرخدار الکتریکی استفاده می شود. علی رغم سابقه زیاد صندلی چرخدار الکتریکی در دنیا، این وسیله تاکنون در ایران ساخته نشده است. هدف پروژه آغاز گاهی در این مسیر می باشد. البته وسیله ای که ساخته شد در ظاهر یک صندلی چرخدار الکتریکی نیست ولی با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده، می توان در زمانی کوتاه روشهای به کار رفته در این پروژه را برای ساخت صندلی چرخدار الکتریکی عملی به کار برد. در فصل دوم توضیحاتی کلی در مورد صندلی چرخدار و مشخصات آن از نظر ابعاد، استحکام و غیره آورده شده است. در تجویز صندلی چرخدار نکات متعددی باید در نظر گرفته شود که وزن، ابعاد صندلی و چرخها از آن جمله است. صندلی چرخدار از چند جزء اصلی تشکیل شده است که شامل سیستم نگهدارنده بدن، سیستم رانش، چرخها و اسکلت بدنه می باشد [۱۴]. در این فصل در مورد مشخصات صندلیهای چرخدار الکتریکی و نکاتی که در طراحی آنها باید مد نظر قرار داد، توضیح داده شده است. از جمله این نکات مهم حداکثر سرعت، شیب مسیر، نحوه اتصال موتور و باتریها به صندلی و منبع تغذیه است. صندلی چرخدار الکتریکی را می توان با روشهای دستی و در صورتی که ممکن نباشد با روشهای غیر دستی کنترل نمود. از روشهای کنترل غیر دستی می توان کنترل چانه کنترل زبان لبها یا دندان، کنترل بر اساس دمیدن و مکیدن کنترل صوتی نام برد.

مراجع

[۱] Rory A. Cooper , “Stability of a wheelchair Controlled by a Human Pilot” , IEEE Trasactions on Rehabiliation Engineering, Vol. 1, No. 4, December 1993, pp. 195-205

 [۲] Rory A. Cooper, “Intelligent Control of Power Wheecharis” , IEEE Engineering In Medicine and Biology, Jul /August 1995, pp. 423- 431

[۳] Bimal K. Bose, “Power Electronics- A Tecnology Review”, Proceedings of the IEEE, Vol. 80, No. 8, August 1992, pp. 1303- 1334

[۴] Muhammad H. Rashid, power Electronics, Circuits, Devices and Applications. En glewood Cliffs, NJ: Printice Hall, 1993

[۵] E. W. Ott, Noise Reduction Techniques In Electronic systems, New York: Wiley, 1976

[۶] Abrahim I. Pressman, Switching Power Supply Design, Mc Graw – Hill Inc. , 1992

[۷] James H. Aylor, Alfred Thieme and Barry W. Johnson, “A Battery State of Charge Indicator For electric Wheelchairs”, IEEE Transactions on Industria Electronics, Vol. 39. 5, October 1992

[۸] C.C.Chan, “An Overview Of Electric Vehicle Technology” , Procedings of the IEEE, Vol. 81, No. 9, September 1993, pp. 1236- 1247

[۹] Daniel A. Genneau, Electric Vehicles, New York, N. Y. : Glenco, 1984

[۱۰] Austin Hughes, Electric Motors And Drives , Oxforx, Boston : newves, 1993

 [۱۱] مهرداد عابدی، محمد تقی نبوی، ماشینهای الکتریکی؛ تحلیل، بهره برداری و کنترل ، چاپ اول ۱۳۷۲ صفحه ۲۱۹-۲۱۲

[۱۲] محمد حیرانی اصفهانی، کنترل میکروپروسسوری دور  موتور DC به منظور کاربرد در سیستمهای حمل و نقل، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنکده برق، داشنگاه صنعتی شریف، ۱۳۷۰

[۱۳] فریدون اکبری، بررسی اثرات رانش ویلچر بر مفصل شانه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، شهریور ۱۳۷۰

[۱۴] علی رضا کشاورز، بررسی عوامل موثر بر رانش ویلچر، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنگاه تربیت مدرس، ۱۳۷۰

[۱۵] بهنام رضایی، مروری بر تکنولوژی باتریها، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، ۱۳۷۳

عنوان : پروژه سیستم تامین برق بدون وقفه UPS

تعداد صفحات : ۱۶۶

UPS در لغت به معنی منبع برق بدون وقفه است و مخفف سه کلمه Uninterruptible Power Supply می باشد و دستگاهی است که از تجهیزات حساس در مقابل نوسانات و اعوجاجات برق شهر، مانند : تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی ، سیستم های مخابراتی و پردازش ، کامپیوترها و … محافظت می کند و دارای ولتاژ و فرکانس تقریبا ثابتی است و از آسیب رسیدن به مصرف کننده ها جلوگیری می کند و درصورت عدم وجود برق شهر انرژی مورد نیاز مصرف کننده ها را تامین می کند.

ادامه کار با رایانه به هنگام قطع برق مطمئنا برای شما اتفاق افتاده است که در حال کار با رایانه هستید واحتمالا در حال طراحی و یا برنامه نویسی و از این قبیل هستید که ناگهان برق قطع شده و همه زحمات چند ساعته شما بدون این که روی دیسک ذخیره شوند از بین رفته اند. در این حالت احتمالا عصبانی شده اید ولی چاره ای نداشته و بعد از وصل مجدد برق شهر همه کارهای خود را از سرگرفته اید.

قطع برق شهر یک اتفاق عادی است که در پیشرفته ترین کشورهای دنیا نیز گرچه به ندرت ولی اتفاق می افتد اما همیشه قطع برق به انجام مجدد کارها به مدت یکی دو ساعت ختم نمی شود و ممکن است خسارات زیادی را در بر داشته باشد به عنوان مثال یک بانک اگر مدتی بدون برق باشد در سیستم آن اختلال وارد می شود و یا یک سرویس دهنده اینترنت و یا یک سرور اگر مدتی بدون برق باشند به مرور مخاطبان خود را از دست خواهد داد در این جاست که UPS به کمک می شتابد.

یکی دیگر از مسئولیتهای عمده بهره‌برداران سیستم قدرت ، کنترل سیستم است. سطوح ولتاژ فرکانس توان خطوط رابط جریان خطوط مستقیم و بارگذاری ابزار، باید در حدود معین ایمنی نگهداشته شوند تا عرضه خدمات رضایت بخش را به مشترکین سیستم قدرت امکان پذیر سازد. سطوح ولتاژ و جریان خطوط و بارگذاری تجهیزات در هر سیستم از هر نقطه به نقطه دیگر متفاوت است و کنترل به شکل نسبتاً محلی انجام می‌شود.

دیسپاچینگ همان کلمه dispatching بوده که مصدر آن dispatch یعنی هماهنگ کردن تولید و مصرف؛ و دیسپاچینگ در واقع فرآیندی است که عمل هماهنگی و تنظیم انرژی و خطوط انتقال نیرو توسط مرکز کنترل در آن انجام می‌شود.

عنوان پروژه : فیلتر (پردازش) سیگنال و شبیه سازی آن در متلب

تعداد صفحات : ۶۷

شرح مختصر پروژه : این پروژه در مورد فیلتر (پردازش) سیگنال و شبیه سازی آن در متلب (matlab) می باشد. فیلتر معمولاً به دستگاهی، سخت افزاری یا نرم افزاری، گفته می شود که برای بازیابی اطلاعات مفید در یک سیگنال نویزی به کار می رود. نویز یک سیگنال ناخواسته است که اطلاعات موردنظر ما را تحت تأثیر قرار می دهد و در اثر شرایط متفاوتی تولید می شود. به عنوان مثال سیگنال ممکن است توسط یک سنسور در محیطی نویزی خوانده شود یا شاید سیگنال در طول انتقال در کانال مخابراتی دچار اختلال گردد.

فیلتر به طور کلی سه کاربر دارد : ۱- فیلتر کردن ۲- یکنواخت ساختن ۳- پیش بینی

سرفصل های پروژه فیلتر (پردازش) سیگنال و شبیه سازی آن در متلب :

این پایان نامه مشتمل بر چهار فصل می باشد. در فصل اول در باره فیلترهای دیجیتال بحث های مختصر و پایه ای شده و خواننده را برای درک مفهوم فیلتر وفقی آماده می سازد. فصل دوم به دو بخش تقسیم شده است. در بخش اول ریاضیات مورد نیاز برای فیلتر وفقی آورده شده است و در بخش دوم به معرفی فیلتر وفقی پرداخته شده و در باره انواع الگوریتم های آن بحث شده است. فصل سوم راجع به قابلیت های نرم افزار تخصصی MATLAB در زمینه فیلترکردن و فیلترهای وفقی می باشد. و در فصل آخر تعدادی از کاربردهای فیلترهای وفقی را مرور می کنیم.