סמסטר אביב תשע"ב ( )1פרויקט בחמרת מיקרוגלRF - שם הפרויקט :מקור תדר מבוסס YIGנעול על מהוד. המנחה :יורי קומורובסקי ד"ר אהרון בלנק ab359@tx.technion.ac.il כללי: מתנדי YIGהם סוג של מקורות תדר רחבי סרט בעלי רעש פאזה נמוך במיוחד .השליטה בתדר המתנד נעשית ע"י בקרת זרם בסליל המפעיל אותו .על מנת לייצב תדר בודד בעל רעש פאזה נמוך נדרש שזרם הבקרה יהיה נקי מרעשים .כמו כן נדרש לנעול את תדר המתנד למהוד פיזי בעל גורם טיב גבוה .בפרויקט זה נבנה מקור תדר שכזה כאשר בעזרת שינוי מכאני של מימדי המהוד ושינוי עוצמת הזרם במתנד ניתן יהיה לקבל מקור תדר שהוא מצד אחד רחב סרט ומצד שני יציב ובעל רעש פאזה נמוך . המטרה תכן ומימוש בחמרה של מקור תדר מבוסס . YIGבעל רעש פאזה נמוך ,נעול על תדר התהודה של מהוד מכני מתכוונן . תחום העבודה הנדרש . GHz 8-88לוודא בקרה לינארית בתחום רוחב הסרט . הספק מוצא ( 10dBmמתייחס ליכולת מתנד ה .) YIG רעש פאזה של -120 dBcבמרחק של 100kHzמהגל הנושא . בקרה אנלוגית של התדר כך שהזרם ב YIG-ישנה את התדר וגם יפעיל מנוע לשינוי מכני של מימדי המהוד . אופן מימוש: )8לימוד והבנה בסיסית של מקור תדר מסוג YIGנעול על מהוד . )2תכן מכני ,שרטוט חשמלי ,מצגת אמצע . )3עריכה וייצור מעגל מודפס . )4הרכבה וביצוע מדידות במעבדה . דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. סמסטר אביב תשע"ב ( )2פרויקט במיקרוגל -תהודה מגנטית שם הפרויקט :מעגל תהודה משטחי קטן (מפולג) בתחום 12-18 Ghz Ku Ku band Distributed surface micro resonator מנחה :ד"ר אהרן בלנק ab359@tx.technion.ac.ilוד"ר יגאל טוויג. כללי: במכשור הדמית תהודה מגנטית אלקטרונית ( ,(ESRיש צורך במעגלי תהודה קטנים ומשטחיים בעלי מקדם טיב Qגבוה. הגדרת הפרויקט :תכנון ,אופטימיזציה ובניית מעגל תהודה מודפס על מצע דיאלקטרי עם מקדם דיאלקטרי גבוה (~.)561 תדר תהודה בתחום . GHZ 51-51 : מצע דיאלקטרי "רוטיל "Rutileאניזוטרופי מקדם דיאלקטר בצירים .165,85,85 :x,y,z צורת הזונטור :דיסק בקוטר ~ 5.6מ"מ עם חריץ אחד או יותר ~ 12מיקרון. המטרה היא תכנון מבנה אופטימלי כדי לקבל מקסימום שדה מגנטי במרכז הרזונטור. תכנון ,ניתוח ואופטימיזציה באמצעות תוכנת CSTלניתוח אלקטרומגנטי. שיטת הייצור :נידוף נחושת באמצעות לטוגרפיה בחדר נקי על מצע הרוטיל. בדיקת ההתקן במעבדת תקשורת או מעבדת ESRבפקולטה לכימיה. Q גבוה יתקבל כתוצאה מקירור ההתקן ל 4K -באמצעות הליום נוזלי ב ( CRYOSTATלא במסגרת הפרויקט) מידע נוסף קורס חובה "גלים ומערכות מפולגות" ,ידע נוסף יתרון. ידע מוקדם בשימוש בתוכנת CSTיהווה יתרון משמעותי במהלך הפרויקט. צורת מעגל תהודה בסיסי דוגמאות לאופטימזצית צורת הרזונטור: תהודה סמסטר אביב תשע"ב ( )3הצעה לפרויקט בתכן RFID שם הפרוייקט -:ממוש בחומרה של חוקר אוניברסלי RFID המנחה :קומרובסקי יורי yurik@ee.technion.ac.ilטל8574 . כללי נושא הפרויקט –בזיהוי מטרה – . RFIDהמערכת כוללת תג פסיבי שהינו ה - ID-המטרה שמחזירה קוד מידע כל עוד המשדר ( החוקר ) "מאיר" אליה .בהפסק השידור – ההארה -יפסיק התג להחזיר מידע (בדומה למראה ) .התג יכול להחזיר את אותו התדר תוך איפנונו במידע ,או תדר הרמוני -השונה מתדר המשדר ,כדי ששניהם יתאפשרו בו זמנית .במקרה של תג פאסיבי ,התג ישתמש באנרגיית השידור יטען לממתח DCויגיב אל החוקר -שהינו למעשה מקמ"ש ( משדר/מקלט ) . זוהי מערכת תקשורת שכוללת -חוקר -המשדר וקולט באנטנה יחידה ,ותגים משיבים -המטרות .תחומי התדר המותרים לשימוש הינן אפליקציות 915Mhz – 868Mhz : PCSוגם בתחום ה. WiFi -הספקי שידור מקובלים - 30dBmלזיהוי של תגים בטווח מ 00ס"מ ועד 10מ'. התקן הנפוץ , EPC Global Gen2דורש שידור וקליטה באותו התדר באנטנה יחידה של החוקר . שיפור בנצילות הספק שידור /מרחק של התג יגדל בהרבה באם נקלוט בתדר הרמוני ,אך זה בניגוד לתקן. מטרת הפרוייקט המטרה לתכנן ולממש בחמרה חוקר RFIDאוניברסאלי שתומך בתקן . EPC Global Gen2המימוש יעשה ברכיב RFICשניתן לרכישה וסביבו תבנה החומרה הנדרשת להפעלתו .המפענח בחוקר אינו מכיר את המקודד ולכן תהליך הזיהוי והסנכרון של המידע הינו תהליך הקשור לרכיב ה RFIC -שיבחר . יש לשקול את בחירת תחומי התדר UHF -או - WiFiמותנה ב RFICשיבחר . האנטנות נתונות ואינן כלולות בהגדרת הפרויקט . אופן המימוש יש לשקול את המימוש -בחירת תחומי התדר UHF -או - WiFiמותנה ב RFICשיבחר . לבחור ולהזמין את רכיב ה RFIC -המתאים . יש לתכנן מעגל חמרה מזערי ככל האפשר ,כדי שיהיה נייד . שרטוט חשמלי ,עריכה וייצור PCBעל מצע דורואיד ומשולב–מצע מסוג – FR4בטכנולוגיה מיקרוסטריפ. לבצע סימולציות אלקטרומגנטיות ברמת ה SCHEMATIC -של רשתות התאום הדרושות לחיבור ל.RFIC- שלבים בפרויקט )1לימוד והבנה של אפליקציות ממומשות ל. RFID- )2לימוד תכנת – CST or ADS or AWRתכנת סימולציה אלקטרומגנטית . )0ביצוע סקר ספרות בנושא )8שרטוטים חשמליים והעברה לעריכה וייצור . PCB )7הרכבה ,ביצוע מדידות והשוואה לתכן. דרישות קדם - :גלים ומערכות מפולגות או טקייש. סמסטר אביב תשע"ב ) (5פרויקט תקשורת תת ימית אולטראסונית שם הפרויקט :מכשיר תקשורת אולטראסוני עבור קבוצת צוללים המנחה :דר' בנימין קנטור kanvem@netvision.net.il יועץ :דניס דיקריוב dikarov@ee.technion.ac.il כללי: קיימים מספר מכשירי ניווט ותקשורת אולטראסוניים עבור צוללנים .בד"כ הם מיועדים עבור זוג צוללנים בלבד .אך לעיתים קרובות צוללנים מתאמנים ועובדים בקבוצות של 4-6איש .במקרים אלו נדרשת תקשורת בין חברי הקבוצה ע"י העברת מספר מוגבל של הודעות מוגדרות מראש הנמצאות בזיכרון המכשיר. המטרה: • לפתח אלגוריתם תקשורת עבור מספר צוללנים (עד ל 4 -משתמשים) ע"י העברת הודעות מוגדרות מראש.preamplifier power P=1w ,pass band f=5kHz ,carrier frequency f=50kHz . • לפתח מעגל חשמלי של המכשיר. • לכתוב תוכנה עבור מיקרו-מעבד. • לבנות דגם של המכשיר. Device Block-Diagram אופן מימוש: .1 .2 .3 .4 לימוד והבנה בסיסית של תקשורת תת-ימית אולטראסונית תכן שרטוט חשמלי עריכה וייצור מעגל מודפס של דגם הרכבה וביצוע מדידות במעבדה Bibliography: Nejah Nasri, Modulation/Demodulation Techniques with FPGA’s Architecture to improve OFDM Wireless Underwater Communication Transceiver, 0--/.@0-7803-9727-4/06/$20.00 -2006 IEEE US Patent # 4563758. Manual of “Dive Tracker SPORT” distributed by Desert Star System Co., CA, 95039-006, USA. דרישות קדם :גלים ומערכות מפולגות או טק"ש • • • המעבדה לתקשורת סמסטר אביב תשעייב ( )6הצעה לפרויקט בתכן RFID שם הפרוייקט :ממוש בחומרה של משדר OOKבהספקים נמוכים המנחה: קומרובסקי יורי כללי( RFID :ראשי תיבות של )Radio Frequency Identification :היא טכנולוגיה של תיוג אלקטרוני באמצעות גלי רדיו .הטכנולוגיה מבוססת על התקנים קטנים (תגיות) המוצמדים לעצם אותו מעוניינים לזהות, ומאחסנים מידע הניתן לקריאה על ידי מכשיר מתאים באופן אלחוטי תוך שימוש בגלי רדיו .קיימות תגיות פסיביות -ללא מקור כוח ,ואקטיביות -הכוללות סוללה. מטרת הפרוייקט :לתכן תגית אקטיבית (משדר) זעירה (בגודל פיזי לא יותר מ )01x10x10 mm -ודלת הספק עם יכולות לשדר מידע סיפרתית לטווח 2000מטר בנוכחות שני קירות בטון. נדרש למצוא קונפיגורציה אופטימלית עבור המשדר (סוללה מתאימה ,סוג המשדר המשלב דרישות עבודה יציבה ובטוחה עם הגודל הזעיר) ,לבחור וסמלץ אנטנה קטנה ולבחור תדר עבודה. אופן המימוש :יש לתכנן ולממש משדר עם רוחב סרט ,01%הספק יציאה mW011ויציבות גבוה (לתדר ולהספק ) RF המימוש יעשה על מצע מסוג – FR4או ROGERSבטכנולוגיה מיקרוסטריפ. שלבי העבודה: )1לימוד תכנת ADS or AWRושאר תוכנות עזר. )2ביצוע סקר ספרות ולימוד שיטות תכן אנטנה. )3תכן מעגל ברמה של SHEMATICכולל רשתות תאום. )4ביצוע סימולציות . )5עריכה סופית. )6בניית אבטיפוס. )7ביצוע מדידת להשוואה לתכן. דרישות קדם - :גלים ומערכות מפולגות או טקייש. סמסטר אביב תשעייב המעבדה לתקשרת ( )70פרויקט בתקשורת לייזר שם הפרויקט :תקשורת לייזר ,מציאת כיוון. מנחהYuri Komarovsky : כללי: משתמשים בתקשורת לייזר בחלל ובאוויר בהצלחה כבר עשרות שנים .אבל תקשורת לייזר ימית הופיעה רק לאחרונה וכיום נמצאת בעיקר במחקר .היתרון של תקשורת לייזר הוא אפשרות להעביר כמות גדולה של המידע. אחת הבעיות בתקשורת לייזר -הוא כיוונון של מערכת אופטית למערכת שעומדת מולה בשטח. מטרות: לבנות מערעת של תקשורת אופטית. להוסיף מארחת כיוונון של קרן לייזר למרכז מכלת שעומד מולו. לפתח את התהליך של חיפוש בהמצאות לייזר מערכת שעומדת מולה. אורך גל של לייזר הוא ,532nmעוצמה .5 mW בקו ניסיוני אפשר להשתמש איפנון תדירות נמוכה. אופן מימוש: .1 .2 .3 .4 לימוד והבנה של קו ניסיוני תכן שרטוט חשמלי עריכה וייצור מעגל אופטי וחשמלי הרכבה וביצוע מדידות במעבדה ובשטח. דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. Fig. 1 Communication Laser Line , 4 – Photodiode, 5 – Oscilloscopeעדשה – 1 – Red laser pointer, 2 –beam modulator, 3 Bibliography: 1. T.Scholz, Using Laser Communication Above Water and Underwater. Sea Technology, May 2011, pp.43-45. 2. S.S.Hong, M.S.Mermelstein, D.M.Freeman, Reflective Acousto-Optic Modulation with Surface )Acoustic Waves. Applied Optics, Vol.43, Issue14, pp.2920-2924 (2004 3. E.Zolotoyabko, E.Jacobsohn, D.Shechtman, B.Kantor, J.Salzman, X-ray diffraction study of surface acoustic wave device under acoustic excitation. J. Appl. Phys. 73 (12), 15 June 1993, pp.8647-8649. סמסטר אביב תשע"ב ( )8פרויקט במיקרוגל -תכן MMIC שם הפרויקט : חקר ,אפיון ותכן של מגבר דל רחש ( )LNAרחב סרט בטכנולוגית .RFCMOS מנחה :אלכסיי דיסקין aleksd@tx.technion.ac.ilודר' .אברהם סעד כללי: בשנים האחרונות טכנולוגית CMOSלתכנון מעגלים משולבים בתדרי רדיו הפכה לנפוצה בתחום שבבי ה- RFבשל היותה זולה וניתנת לייצור בכמויות גדולות עם אחוז כשלים נמוך .התקנים מבוססי CMOSצורכים מעט הספק ואינם מייצרים כה הרבה חום כמו התקנים בטכנולוגיות אחרות .טכנולוגיה זו מאפשרת שילוב של פונקציות רבות (כגון מעגליי RFיחד עם מעגלים אנלוגיים וספרתיים) בשבב אחד ללא מעבר בין טכנולוגיות. בשל היותה משלימה ( )Complementaryמעגלי RFניתנים לבקרה על ידי אותות דיסקרטיים על ידי שילוב של מעגלי פיצוי ולוגיקה אשר מפקחים על מעגלי ה.RF- המטרה: לימוד מושגים בסיסים בתכן מעגלי – RFבעזרת טרנזיזטורי FETככלל ו MOS -בפרט .סטודנטים יידרשו לעשות חקר מאמרים על מגברי דל רחש בתחומי תדר דומים ויידרשו ללמוד את הטופולוגיות המקובלות לתכן מגבר דל רחש בטכנולוגיה נתונה ויאפיינו את המעגל בהתאם לדרישות המגבר .סטודנטים יתכננו את המעגל ברמה הסכמטית ,יוכיחו את היכולת שלו וייצרו את ה layout-של המעגל לפי כליי התכן של המפעל ( Fab .) DRCסטודנטים יידרשו להריץ סימולציות אלקטרומגנטיות על חלקים של המעגל על מנת להוכיח את נכונות ה .layout-המעגל ייוצר ב –.TowerJazz מפרטי המעגל: רוחב סרט – DC-5 GHz ספרת הרחש הדרושה2dB : הגבר המעגל20dB : תאום כניסה ויציאה לפי התכן. טכנולוגית ייצורTowerJazz RFCMOS 0.18u : תוכנות CADאשר בהם הסטודנטים ישתמשו במהלך הפרויקט: ADS,ADS Momentum,Cadence Spectre RF, Cadence Virtuoso Layout דרישות קדם: טק"ש או מעגלים משולבים בתדר רדיו. הפרויקט הינו סמסטריאלי .ניתן להרחבה עבור הוצאה לייצור ב TOWER -וביצוע מדידות סמסטר אביב תשע"ב ( )9פרויקט בתקשורת לווינים -שידור /קליטה בחמרה בשת"פ עם מפא"ת -משרד הבטחון שם הפרויקט :מימוש בחומרה של משדר/מקלט RFלישומי אותות רחבי סרט המנחים: משה נמר 0522615768 namer@ee.technion.ac.il בירן אבי 0544832713 mailto:biranavi@gmail.com כללי: הפרויקט משלב תכן מקמ"ש לתקשורת לוונים בחומרת , RFלצד הכרה בסיסית של טכניקות איפנון אות ספרתי לישומי תקשורת . Wirelessהתקשורת בין תחנת הקרקע ללווין הינה בתדרי ה x Band -ומעבר בתדר ביניים הינו תחום ה . ) wireless 2.4 Ghz ( S -בפרויקט נבנה גם את האפנן וגם את המקלט .קצב המידע הנדרש לאפנן הינו ( 300MBרוחב הסרט של הערוץ ב RF -הינו .) 72Mhzהמידע יינתן מצב"ד ייעודי קיים במעבדה המשמש לבדיקות אפיון של מכלולי RFמהמשוכללים הקיימים היום בשוק .בעזרת הצב"ד ניתן גם למדוד את איכות האותות הנקלטים ( .) EVMהסטודנטים יחשפו לתכן ומדידות האופיניים למשדרי RFלישומי תקשורת ספרתית מהירה ,תוך שימת דגש על מזעור העיוותים שהמערכת כופה על האותות המשודרים. מטרת הפרויקט: תכנון ומימוש בחמרה של מכלול שידור/קליטה ב RF -לאותות ספרתיים רחבי סרט (לא פחות מ ) 300MB -לתדר IFשל 2.4Ghzוהספק השידור נומינלי . 20dBmהמכלול יתבסס על ממירי תדר I&Qכגון של חברת AD8346- AD8347 ,Analog-Devicesהתואמים את תחומי השידור של מערכות Wirelessלמיניהם. לצורך ההמרה יידרש מקור תדר -סינתיסייזר שישמש בו זמנית את המשדר וכן את המקלט . אופן מימוש: הכרה של טכניקות תכן RFשל מכלולי שידור רחבי סרט הגדרת מיפרט ביצועים למכלול השידור. לימוד של מבנה אפנני I&Qוניתוח הגורמים המשפיעים על עוותי אות . תכן מערכתי ,שרטוט חשמלי . בנית מכלול שידור המשלב את ממירי התדר מסוג I&Qואלמנטים נוספים על פי דרישות המפרט וביצוע מדידות ( ניתן להיעזר ב EVB -קיים במעבדה ). כנ"ל בניית מכלול של מקלט . העברה לעריכה וייצור מעגל מודפס ( מי שמעוניין לערוך עצמאית ב. ) Altium - הרכבה וביצוע מדידות ידניות וממוחשבות תוך שימוש בחומרת הצב"ד . דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. סמסטר אביב תשע"ב ( )01פרויקט תקשורת אופטית -מיקרוגל שם הפרויקט :מימוש מקור תדר גבוה בגלים מ"מ בעזרת מערכת אופטית () ROF המנחים :משה נמר 8255562250 namer@ee.technion.ac.il פרופ' משה הורביץ כללי: נושא הפרויקט - Radio Over Fiber- ) RoF ) -זוהי טכנולוגיה מתפתחת בהעברת אות אנלוגי – אותות RF בסיבים אופטיים .טכנולוגיה זו שונה מהעברת אותות ספרתיים -לוגים שבה הלייזר מאופנן בין " "8ל( "6" -יש\אין אור) .אותות רדיו בעצמה חלשה ,כפי שנקלטים באנטנה לא ניתנים להעברה בסיב עקב רעש הלייזר . בפרויקט זה נידרש להכפלות של מקור תדר RF-באמצעות אפנון התקן אופטי מסוג : . )MZMs)- Mach –Zehnder modulatorsהאפנן ייצר הרמוניות שגם הגבוהות שבהן יישמרו תוך ניצול היתרון הנובע מהניחות החלש בסיב האופטי . האות המתקבל מאפנון MZMs-1יוזן אל MZMs-2בהזזת פאזה מתאימה ומיקום נקודת עבודה נכונה של ה- MZMsניתן לחסר את רכיבי התדר הנמוכים ולהפיק את רכיב התדר הגבוה – הרצוי (ללא צורך בשימוש במסננים) .שיטה זו הינה אחת מתוך אפשרויות נוספות הניתנות לשיקול בפרויקט זה במימוש כופל תדר . RF מטרת הפרויקט: תכנון ומימוש בחמרה של מכלול יחידות , MZMsמסיט פאזה ,יחידת גלאי אופטי – . PDמקור תדר הRF - הנמוך ,אותו אנו מעוניינים להכפיל ניתן ע"י מקור תדר -צב"ד או . COMB Generatorהטווח המרבי של תדרי העבודה של יחידות ה MZMs -וכן ה PD -הינם . 40GHzמסיבה זו התדר אותו נאפנן יהיה . 10Ghz במידה וניווכח במגבלות הפעלת המערכת ב , 40Ghz -יישקל תדר אפנון נמוך יותר . אופן מימוש: לימוד והבנה של אופן פעולת אפנן אופטי . MZMs - קריאה של אפשרויות נוספות לאפנון מעבר למתואר לעיל . מצגת אמצע וקבלת החלטה על המבנה אותו נממש . בנייה בחמרה של מכלול מסיט פאזה רציף מבוקר אנלוגי או דיגיטלי לאות ה RF -שאותו נכפיל .התכן והמימוש בתחום . 5Ghz-10Ghz הכנת מערכת כיול לתפוקת אות ה RFע"י גלאי האור (. PDהספק RFמשודר ,הספק אופטי ,הספק RF מתקבל ) . הרכבת המערכת וביצוע מדידות ידניות וממוחשבות תוך שימוש בחומרת הצב"ד במעבדה לתקשורת אופטית . דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. אלקטרואופטיקה – פיסיקה של לייזרים. סמסטר אביב תשע"ב ) (11משדר אולטרסוני תת ימי עבור מודולציית OFDM המנחה :דר' בנימין קנטור kanvem@netvision.net.il יועץ :דניס דיקריוב dikarov@ee.technion.ac.il כללי: אפנון OFDMמאפשר להגיע לשיעור גבוה של העברת מידע באמצעות מסלולים רבים בערוץ אקוסטי תת ימי ,במיוחד בעזרת יישום של טכניקות . MIMO.אבל ביישום OFDMקיימים אתגרים בפרמטרים מיוחדים של משדר אותות אקוסטי ,כגון טווח דינמי ,רוחב סרט ,שינויי אמפליטודה קטנים (תיאום טוב של מגבר הספק למתמר אולטרסוני). מטרת הפרויקט: לפתח את המעגל החשמלי של המשדר. לבצע סימולציות. לבנות דגם של המשדר. לבדוק פעולת המשדר במערכת נסיונית. פרמטרים של המגבר: Center frequency f0 = 50 kHz, output power P = 1W, passband ∆f = 4kHz, source power Ps = 0 – 12dBm. הערה :המתמר האקזוטי כבר קיים ועומד לרשות הסטודנטים .יש צורך לתאום את החיבור המתמר על המשדר אופן מימוש: 1. לימוד והבנה בסיסית של תקשורת תת-ימית אולטראסונית (לרבות הכרת המתמר האקוסטי ותכונותיו) 2. תכן שרטוט חשמלי 3. עריכה וייצור מעגל מודפס של דגם 4. הרכבה וביצוע מדידות במעבדה דרישות קדם :גלים ומערכות מפולגות או טק"ש סמסטר אביב תשע"ב ( ) 11הצעה לפרויקט בתכן RFבחמרה. שם הפרויקט - :שיטות אופטימליות לתאום רכיבים לא לינאריים מנחה :יונתן בירן yonatan_b@012.net.il 050-8334774 כללי מערבלי מיקרוגל שהם רכיבים לא ליניאריים ,משמשים לתרגם קטע אחד של ספקטרום התדרים לחלק אחר של הספקטרום ,בלי לעוות את האותות בתחום .עיוותי אותות ,שהם גורם מפתח בעיצוב מערכות מיקרוגל מורכבות, השתפרו במשך השנים עם כניסתם של מערבלים מאוזנים ( .)Double Balanced, Triple Balancedאך הנושא עדיין בעייתי עקב הצורך להתייחס לערבל כאל אבן בניין מתואמת במסגרת תכנון המערכת. מטרת הפרויקט : בפרויקט זה יש: לחקור דרכים שונות לתאום רכיבים לא לינאריים (מערבלים) לבצע סימולציות לממש ולמדוד דוגמאות לכל אחד ואחד להמליץ על תחומי השימוש של כל שיטה. אופן המימוש .1 .2 .3 .4 סקר ספרות מקיף תכן וסימולציה בתוכנה .ADS שירטוטים חשמליים וכן . LAYOUT מימוש בטכנולוגיה מיקרוסטריפ. שלבי העבודה )1סמסטר ראשון: .aסקר ספרות מקיף .bהכרת תוכנת סימולציה ADSאו תוכנה אחרת למיקרוגל .cתכן ראשוני ,בחירת רכיבי מיקרוגל וסימולציה )2סמסטר שני: .aממוש מעגלי מיקרוגל .bהרכבת המעגלים .cמדידות והשוואה לבצועים תאורטיים דרישות קדם - :גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. סמסטר אביב תשע"ב . בחמרהRF ) הצעה לפרויקט בתכן21( .UHF מעביר פס בתחוםClass E פיתוח ומימוש בחומרה של מגבר:שם הפרויקט 054-6365331 vladsmrn@gmail.com דר' ולדימיר סמירנוב: מנחה Project Title: Development of a pass-band amplifier for UHF band. Supervisor: Dr. Vladimir Smirnov General: In the UHF and VHF bands it has a need for high efficiency (more than 30%) amplifiers with power levels of units and tens of Watt For example, in mobile communications such device determines the working interval (without recharging its) of the power battery. It is known that the SMPA (power amplifiers with a switch-mode operation of transistors) of class-E have the desired properties. Supervisor offers to perform development SMPA of class-E with the given parameters and to solve along the way a number of tasks of the research nature, in particular, to formulate a script for CAD (computer aided design) of SMPA. The aim of the project: An experimental confirmation (by results of simulation of the final scheme) of the selected design techniques of effectively pass-band SMPA. The SMPA technical data: Output power -12W in 20% band with carrier 0.9GHz. Supply voltage for all circuits - no more than 28V. Load impedance - 50 Ohm. Recommended class of amplification is E and the way to realize of pass-band amplification is reactance compensation, which helps to form the desired shape of Z_input characteristics of load network. The pass of implementation : Consultation with the supervisor every 1-2 weeks on the content of the studied references and summaries of progress reports. Development of the final report by the union of progress reports on steps 1-2, 3, 4, 5-6. The stages of work plan are: 1 .- Study and analysis of flow charts and algorithms for constructing energy-efficient passband SMPA (classes D, F, E). Browse by subject. Selecting a block diagram and the algorithm of implementation. 2 .- Study of AWR - CAD program for a switch-mode (SM devices) of the transistor amplifier. 2 Development of the script for designing in an AWR environment. 3 .- Select the type and P / N of the power transistor for SMPA. To explore the model of the selected type of transistor in CAD. The measurement of equivalent parameters of transistors, that are seen by D-S, using the models of transistors and the method of reactance compensation (RC). 4 .- The development of electrical circuits and parameters measuring instruments envisaged by script and based on using of lumped elements. Two problems require best-effort: - Development of circuits for the matching of the input signal source with the intrinsic impedance of transistor, visible from the G-S; - Development of the load network for the matching of the output parameters of the transistor with the standard load resistance at a given frequency band, and with other requirements. 5 .- The development of electrical circuits and parameters measuring instruments using of elements such as transmission lines (microstripes) for the final circuit created at point 4. 6 .- Analysis of the design on the results of simulations of circuits by 4,5 points. Requirements for the scholarship of project executor: Experience with CAD AWR, such as laboratory work in this environment. Introduction to the modern theory of RF transistors and solid state amplifiers, for example, according to STEVE C. CRIPPS "RF Power Amplifiers for Wireless Communications", 1999. Basic understanding of the transmission-line (microstrip) implementation of electronic circuits. סמסטר אביב תשע"ב ( )13פרויקט בתקשורת -בשת"פ מפא"ת שם הפרויקט :מקלט בחמרה -רגיש במיוחד -לגילוי מקורות שידור זעירים -בלתי נראים. המנחה :משה נמר 8255562250 namer@ee.technion.ac.il כללי: בהמשך לפרויקט מימוש "משדרונים" זעירים (בלתי נראים – מפוזרים בשטח במיקום לא ידוע ) ,יש צורך במימוש מקלט ,על מנת לגלות את מיקומו של ה "משדרון" . קיים תסריט – בטחוני ,לפיו מפוזרים על פני שטח נרחב " ,משדרונים " זעירים הפועלים באותו תדר רדיו ובעלי קוד הפעלה שונה זה מזה " .המשדרון " מסוגל לשדר כ 44 -שעות מרגע הפעלתו ולהיקלט עד מרחק של 2ק"מ במצב אופטימלי ( גורמי חסימה חלשים ) .במידה וה "משדרון" יימצא מאחורי חוסם חזק – כגון קיר בטון ,אזי טווח השידור שלו יקטן . ל"משדרון" אנטנת שידור מזערית .הנצילות שלה תיפול במידה וה"משדרון" ייזרק כך שרוב הספק השידור יבלע בקרקע .בשלב זה לא קיים פתרון המבטיח שה"משדרון " ייפול כך שלא יפסיד קרינה לפני הקרקע. ה"משדרון" ישדר באופן לא רציף (אלפית מהזמן) ,ע"מ לחסוך בהספק הסוללה . המטרה בפרויקט זה יש לתכנן ולממש את המקלט ,אשר תפקידו לאתר את ה"משדרון" .האיתור אפשרי ליישמו באופנים שונים ,ע"מ לקבל כיוון אל המטרה .בפרויקט זה לא נתמקד בטכניקות מציאת כיוון אלא בשיטת " חם -קר " ולציין מהוא קוד המטרה. לא קיימת מגבלה על גודל המקלט וגודל האנטנה הנדרשת למקלט . אופן המימוש : יש לתכנן ולממש ראש ( Front- End ) RF-בתדר שבו פועל ה"משדרון " וברוחב סרט הנדרש .יש להדגיש NFקטן עד כמה שאפשר .ההמרה לפס בסיס תתכן באופן HOMODYNאו HETRODYNתוך שילוב גלאי קוודרטורה .יש לתכנן סינכרון של המקלט לפאזת האות הנקלט וכן פענוח הקוד . האנטנה הנדרשת אינה כלולה במימוש הפרויקט ( תינתן אנטנה ) . המרות התדר – יש לממש בעזרת רכיבי סינתיסייזר ניתנים לתכנות . )1 )2 )3 )4 לימוד והבנה בסיסית של מבנה מקלט – הומודיין ,הטרודיין . תכן חשמלי ,שרטוט חשמלי ,מצגת אמצע . עריכה וייצור מעגל מודפס . הרכבה וביצוע מדידות במעבדה . דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות או טק"ש. סמסטר אביב תשע"ב ) (14העברת אנרגיה אלקטרומגנטית שם הפרויקט :יחידת טעינה אלחוטית לסוללה של מנוע אופניים. מנחה: דר .בנימין קנטור kanvem@netvision.net.il יועץ :דניס דיקרוב כללי :טרנספורמצית אנרגיה אלחוטית כבר הוכחה על ידי ניקולה טסלה לפני 011שנה .יחד עם זאת, היישום בפועל של אפקט זה היה אפשרי רק לאחר שנת 7112כאשר קבוצה של פרופ' סולייצ'יק הציע להשתמש באנטנות תהודה מצומדת להעברה אלחוטית של ערכי אנרגיה גבוהים למרחקים קטנים (1.7- 5מטר) .חברות רכב רבות מחפשות כעת דרך לטעון כלי רכב חשמליים עתידניים בדרך זו. מטרת הפרויקט חקירת יכולת העברת אנרגיה אלחוטית בעזרת האנטנת תהודה מצומדת. סימולציה של העברת אנרגיה באמצעות תוכנית .CST עיצוב האנטנה. שיטת ביצוע סקירת ספרות. סימולציה של העברת אנרגיה באמצעות SSTעבור מנוע אופניים. בחירת מבנה אנטנה. פיתוח דיאגרמת בלוק לניסוי. שלבי עבודה סמסטר ראשון: סקירת הספרות. היכרות עם תוכנית .CST חישוב של האנטנות. סימולציה של אנטנות מצומדות. סמסטר שני: ייצור דגם אנטנות. עיצוב מבני של אנטנות מצומדות. תוצאות מדידה והשוואה עם תיאוריה. OTONES EU consotium ( )51פרויקט חומרה אנלוגית שם הפרויקט :תכן ומימוש אפנן SSBמדויק בעל יכולת כיול עצמי מנחה :משה נמרnamer@ee.technion.ac.il , יועץ :עמוס אגמון aamos@tx ,טל' , 6074חדר 046 רקע :רשתות האינטרנט והטלויזיה בכבלים צפויות להיות מוחלפות ע"י רשתות אופטיות התומכות בקצבים ובטווחי שידור גבוהים הרבה יותר. דור ראשון ושני של רשתות המבוססות על סיב אופטי המגיע עד הבית ,ומספקות אינטרנט מהיר ושידורי HDTV בקצב של עד 10Gb/sפותחו ונפרשו באתרים רבים בעולם .בתקופה זו עוסקות קבוצות מחקר ברחבי העולם בפיתוח דור העתיד של רשתות אופטיות. הפרויקט מבוצע במסגרת מאגד במימון האיחוד האירופי שמטרתו לפתוח את הדור הבא של הרשתות האופטיות ומשתתפות בו חברות ואוניברסיטאות מובילות. מטרת הפרויקט: הפרויקט מתמקד בפיתוח החומרה האנלוגית שבמשדר המודם האופטי .האתגר הגדול הוא לתכנן חומרה פשוטה בהספק נמוך התומכת בקצב שידור גבוה. בלב המשדר מצוי אפנן מסוג ) ,Single Side-Band (SSBמדויק ,סביב גל נושא אופטי ,הנדרש לייצר אות חד צדדי בניחות גבוה של האונה הלא רצויה .מימוש אפנן SSBבאיכות טובה הינו אתגר עקב ההדירות(דיוק בייצור) המוגבלת של הרכיבים והמעגלים האנלוגיים .בפרויקט נפתח אב-טיפוס למשדר האופטי הפועל בתחום ה RF -כשלב ראשון לפני פיתוח מערכת האופטית. אופן המימוש: לימוד שיטת האפנון ,SSBאפיון המערכת ומרכיביה, בניית סימולציה נומרית ,תכן ומימוש חומרה אנלוגית והוכחת היתכנות דרישות קדם :גלים ומערכות מפולגות. OTONES EU consotium רצוי :תקשורת אנלוגית או טק"ש סמסטר אביב תשע"ב תקשורת OFDMאופטית ספרתית )(17 שם הפרויקט :תיקון אדפטיבי של עיוותים במודם OFDM שם המנחה: אלכס טולמצ'וב ,talex@tx.technion.ac.ilחדר 159 רקע : שיטת ה OFDM -הינה צורת אפנון המועדפת היום מגוון מערכות תקשורת מודרניות כמו WiFi, ADSL, PLC, LTE :ועוד .לאחרונה נעשה מאמץ לבנות מודם OFDMאופטי. התווך האופטי מציב אתגרים חדשים וייחודיים :קצבים גבוהים מאוד ,ערוצים בעלי זיכרון ארוך מאוד ועוד. מטרת הפרויקט: במסגרת הפרוייקט נחקור מגוון אפשרויות לביצוע שיערוך ותיקון אדפטיבי של העיוותים במערכות תקשורת מסוג OFDMהמותאמות לטווח האופטי. הפרוייקט יכלול: - לימוד אופן פעולה של מקמ"ש OFDM ביצוע סקר ספרות לגבי שיטות אדפטיביותלשיערוך ערוץ -מימוש מספר אופציות והשוואת ביצועים בינהן אופן המימוש: מימוש האלגוריתם יתבצע בסביבת במטלב/סימולינק בצורה שתאפשר העברתו לחומרה באמצעות כלי ה System Generatorשל מטלב .האלגוריתם יבצע חישובים בצורה יעילה מבחינת זיכרון/זמן ריצה ויתן תוצאות רלוונטיות לפרויקט. משך הפרויקט :סמסטריאלי. דרישות קדם :מבל"ס ותקשורת ספרתית סמסטר אביב תשע"ב ( )81פרויקט בתקשורת ZUGBEE שם הפרויקט :שידור \קליטה בין חגורת דופק לשעון ב. ZIGBEE - מנחה :חיים מלכה haimalka@tx, כללי: מערכת של מד דופק ושעון משמשת כיום מגוון רחב של ספורטאים בענפי ספורט שונים .מעקב אחרי המאמצים הפיסיים על הלב הינו גורם חשוב להבנת מצבו של הספורטאי . המערכות שקיימות בשוק משדרות בתקן - BLUETOOTHולא בתקן . ZIGBEEנתונה מערכת שעונים המסוגלים לתקשר ביניהם עד למרחק של 011מטר .בנוסף גם למרכז בקרה ממוחשב .ברצוננו כי גם מד הדופק יוכל לשדר נתונים אל מרכז הבקרה . מטרת הפרויקט ושלבי העבודה נתונים במעבדה זוג שעונים המתקשרים ביניהם ב ZIGBEE -עד מרחק של כ 011 -מטר בתחום תדר של . 2.4Ghz S-Bandיש צורך להוסיף או לשנות את מבנה תכנת קליטת הנתונים כך שהשעון יוכל להעביר למרכז הבקרה את נתוני המד-דופק ,או לחילופין המד דופק ישדר אל מרכז הבקרה . שלבי העבודה בפרויקט לימוד התכונות ,המבנה וצורת אלגוריתם לשידור ZIGBEEמהמד -דופק . מימוש חמרה המשדרת בחגורת המד-דופק למרחק כ 011 -מטר . עצוב אות דופק מדויק ביחס לסביבה רועשת דרישת קדם :תכן לוגי ,מבל"ס. היקף העבודה :פרויקט סימסטריאלי \ ניתן להרחבה . סמסטר אביב תשע"ב ( )02פרויקט בתקשורת לווינים שם הפרויקט :מערכת לרכישה אותות GPSבחומרה מנחים :חיים מלכה haimalka@tx, אבנר קידר. כללי: מערכת - GPSמערכת - GPS- Global Positioning Systemהנה מערכת אמריקאית גלובלית למדידת מיקום על פני כל כדור הארץ .היא מבוססת על קליטה בו זמנית של אותות שידור ממספר לוויינים. מערכות ניווט מבוססות GPSמשולבות ונמכרות כיום כמוצר צריכה לשימוש יום-יומי. מערכת ה – GPSקיימת כבר שנים רבות ומשדרת אות אזרחי בתדר , L1שרוב מכשירי הניווט המסחריים מסתמכים עליו .האתגר כיום במקלטים המסחריים הוא לשפר את ביצועי הרגישות של המקלט על מנת שנוכל לקלוט את אותות הלוויין והאלגוריתם שמבצע את הרכישה והעקיבה יהיה כמה שיותר יעיל. מטרת הפרויקט ושלבי העבודה כיום קיים במעבדה אלגוריתם לרכישת אותות GPSבעזרת . FFTבפרויקט זה המטרה הינה לתכנן אלגוריתם מהיר יותר לרכישה של אות GPSעל ידי שימוש בקורלציה זמנית שתמומש בחמרה ,בשפת VHDLוכלי עבודה של .Xilinx שלבי העבודה בפרויקט לימוד התכונות ,המבנה וצורת אלגוריתם הקורלטיבי לרכישה. מימוש האלגוריתם של הרכישה ב – . VHDL צריבת האלגוריתם לרכיב ה FPGA -ובדיקתו בזמן אמת. דרישת קדם :תכן לוגי ,מבל"ס. היקף העבודה :פרויקט סימסטריאלי. סמסטר אביב תשע"ב Speeding up scattering calculations through the use of GPU parallel processing capabilities The Source Model Technique (SMT) is an integral method for computation of wave scattering. The SMT has a considerable speed-up potential with parallel processing. In recent years, the progress in computing power is driven by integrating multiple processing cores in one system. In this project, the existing Matlab code will be modified to utilize the parallel processing capabilities offered by modern computing environment. Project objectives: Learning and understanding the SMT and the existing code Silver - Hy total - amplitude Learning Matlab multi-processing capabilities (CPU and GPU) -1.5 Defining the required modifications at the algorithmic level Implementing the modification in existing Matlab code Verifying the accuracy of the new code and measuring the gain in -1 speed Project requirements: Transverse distance (wavelengths) 1. 2. 3. 4. 5. -0.5 1. Acquaintance with Matlab 0 2. Pre-requisite courses a. Electromagnetic Fields b. Waves and Distributed systems 0.5 c. Computer Structure - advantage d. Antennas - advantage 3. English proficiency at a technical literature level 1 Supervisor: Alex Normatov (alexn@tx, 050-4039465). 1.5 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 Axial distance (wavelengths) 1 סמסטר אביב תשע"ב ( )23פרויקט סימולציה בGPS- שם הפרויקט :תכנון ומימוש "מקשיבון "GPSלהקלטת אותות L1ו L2C - כללי מערכת - GPSמערכת - GPS- Global Positioning Systemהנה מערכת אמריקאית גלובלית למדידת מיקום על פני כל כדור הארץ .היא מבוססת על קליטה בו זמנית של אותות שידור ממספר לוויינים .מערכות ניווט מבוססות GPSמשולבות ונמכרות כמוצר צריכה לשימוש יום-יומי. המערכת קיימת כבר שנים רבות וכוללת אות אזרחי בתדר .L1במסגרת תהליך מודרניזציה של אותות השידור של ,GPSהוגדרו ונוספו אותות חדשים המשפרים ומרחיבים את ביצועי המערכות .השיפורים מתבצעים על האותות השונים ,מאופיינים על ידי שיטות קידוד שונות ,אורכי קוד נוספים וקצבים מהירים .אותות אלו כוללים את: אות אזרחי בתחום התדר L2אשר משדר את האות L2Cמהדור הבא של לווייני GPSמסוג IIRאו M -IIR-M אות בתחום תדר L5בעל רוחב סרט של 24 MHZואפנון QPSK שלבי העבודה בפרויקטי "מקשיבון "GPSומימושם לימוד התכונות ,המבנה וצורת הקידוד של אותות L1ו . L2C - מבנה המשדר בלווין ותהליך יצירת האות תכנון ה"מקשיבון" ותהליך הקלט של האות בקצבי דגימה שונים מימוש ב – MATLABו Simulinkובדיקת ביצועים. תרגום ומימוש בחומרת FPGAבעזרת . System Generator בדיקת ביצועי המודל המנחים :אבנר קידר – הנדסת מערכת -טל' 44-3224623חדר avnerkdr@inter.net.il ,554 וחיים מלכה למימוש ב .FPGA - דרישות קדם מערכות ספרתיות ,תקשורת ספרתית – רצוי ,עיבוד אותות – רצוי ,מבוא לתקשורת ספרתית -רצוי ניתן להרחבה לפרויקט שנתי חורף תשע"ב סמסטר אביב תשע"ב ( )42פרויקט חמרה בייצור אותות GPS שם הפרויקט :תכנון ומימוש "גנרטור "GPSלדימוי אותות L1ו L4C - כללי מערכת - GPSמערכת - GPS- Global Positioning Systemהנה מערכת אמריקאית גלובלית למדידת מיקום על פני כל כדור הארץ .היא מבוססת על קליטה בו זמנית של אותות שידור ממספר לוויינים .מערכות ניווט מבוססות GPSמשולבות ונמכרות כמוצר צריכה לשימוש יום-יומי. המערכת קיימת כבר שנים רבות וכוללת אות אזרחי בתדר .L1במסגרת תהליך מודרניזציה של אותות השידור של ,GPSהוגדרו ונוספו אותות חדשים המשפרים ומרחיבים את ביצועי המערכות .השיפורים מתבצעים על האותות השונים ,מאופיינים על ידי שיטות קידוד שונות ,אורכי קוד נוספים וקצבים מהירים .אותות אלו כוללים את: אות אזרחי בתחום התדר L2אשר משדר את האות L2Cמהדור הבא של לווייני GPSמסוג IIRאו M -IIR-M אות בתחום תדר L5בעל רוחב סרט של 24 MHZואפנון QPSK שלבי העבודה בפרויקט "גנרטור "GPSומימושם לימוד התכונות ,המבנה וצורת הקידוד של אותות L1ו . L2C - מבנה המשדר בלווין ותהליך יצירת האות תכנון ה"מקשיבון" ותהליך הקלט של האות בקצבי דגימה שונים מימוש ב – MATLABו Simulinkובדיקת ביצועים. תרגום ומימוש בחומרת FPGAבעזרת . System Generator בדיקת ביצועי המודל המנחים :אבנר קידר – הנדסת מערכת -טל' 44-3224623חדר avnerkdr@inter.net.il ,554 וחיים מלכה למימוש ב .FPGA - דרישות קדם מערכות ספרתיות ,תקשורת ספרתית – רצוי ,עיבוד אותות – רצוי ,מבוא לתקשורת ספרתית -רצוי ניתן להרחבה לפרויקט שנתי סמסטר אביב תשע"ב ) (25פרויקט במחשוב צב"ד ועיבוד אות RF מתודולוגיות מחשוב ואוטומציה ציוד בדיקה (צב"ד) ועיבוד אותות RFבמעבדה לתקשורת מנחה: בירן אביbiranavi@gmail.com ,054-4832713 , כללי: המעבדות המודרניות מצוידות כיום במגוון רחב של ציוד המשמש הן להפעלה וכן לאפיון של מכלולים ורכיבים המשמשים בסיס למחקרים או ,לחילופין ,כאבני בנין לבניית מערכות מוכללות .מגוון זה כולל ,לצד ספקי כוח ממוחשבים ,מחוללי תצורות גל וכד' – גם אוסצילוסקופים דוגמים ( ,)Sampling scopesנתחי ספקטרום ואות( ,)Spectrum/signal analyzersנתחי רשת ( Network Analyzersוכד' .שימוש מושכל במגוון הציוד מחייב בנית מערכות תוכנה לשליטה ממוחשבת על פרמטרי ההפעלה של הפלטפורמות השונות ,לצד אמצעים אוטומטיים לקליטת פרמטרי המדידה -אם בתצורות של פרמטרים סקלריים או מערכי נתונים ווקטוריים .עיבוד סטטיסטי של התוצאות ,לצד עיבוד האותות הנקלטים ,מהווים חלק בלתי ניפרד מהתהליך. "דוגמית" למבחר ציוד שברשות מעבדת עיבוד אותות/תקשורת מודרנית מטרת הפרויקט: הכרת מתודולוגית שליטה מרחוק על צב"ד תוך שימוש בבקר( " )"Host PCחיצוני או מתוך הפלטפורמה עצמה ותוך שימוש בMatlab Instrumentation Control Toolbox - התנסות בהבנת הוראות תכנות צב"ד בשפת ה – SCPI -כאן נשתמש בספרי התכנות (Programming )manualsלשם כתיבת תוכנות הפעלה לשני מכשירים חדשים שנרכשו לאחרונה ונמצאים ברשות המעבדה :מחולל אותות וקטורי ונתח ספקטרום /אותות I/Q עיבוד האותות הנרכשים תוך שימוש בטכניקות עיבוד אות ספרתי אופן המימוש: כתיבת תוכנת השליטה ועיבוד האותות (מתחום התקשורת הספרתית (I/Qתוך שימוש בMatlab - הכללת התוכנה על מחשבי המעבדה ,יצירת האותות ורכישתם תוך שימוש בצב"ד דרישות קדם :הכרת ,Matlabמבוא לעיבוד אותות ספרתי סמסטר אביב תשע"ב ()26מקלט עבור תקשורת לווינים (סימולינק) מנחה :חיים מלכה haimalka@tx.technion.ac.il יועץ :דר' עמיחי סנדרוביץ. נושא הפרויקט :מימוש מקלט דיגיטלי ,הפועל לפי סטנדרט ,DVB-S2עבור תקשורת לווינים בקצב .300Mbps כללי :סטנדרט ה Digital Video ( DVB-S2 )Broadcasting – Satellite – second generation פותח עבור שירותי תקשורת .הסטנדרט מציע סכמות קידוד מודרניות המבוססות על קודי LDPC – הקודים המתקדמים ביותר כיום לתיקון שגיאות ערוץ ,וכן אפשרויות מודולציה המגיעות עד ל .32APSKבפרויקט זה נממש מקלט דיגיטלי הפועל לפי הסטנדרט הנ"ל. מטרת הפרויקט :למידת מבנה תקן .DVB-S2 הכירות עם שיטות שונות לביצוע סנכרון עבור :נק' הדגימה ,ת חילת מסגרת המידע ותדר הגל הנושא ,ומימושן ב .Simulinkתכנון הDeMapper באופן שיאפשר מימוש פשוט בחומרה .לאחר סיום הפרויקט ,המקלט יועבר לכרטיס FPGA ויהווה אב טיפוס למקלט עתידי שישלח לחלל! בשיתוף עם :מפא"ת. אופי המימוש :המימוש יכלול כתיבת קוד Simulinkוסימולציה בסביבת .Matlab דרישות קדם :תקשורת ספרתית (ניתן במקביל). יתרון :מערכות בקרה .1 היקף עבודה :חד -סמסטריאלי. סמסטר אביב תשע"ב ( )72פרויקט בנושא קודים שאינם בינארים. מנחה :ד"ר עמיחי סנדרוביץ 0193158250 amichi@tx.technion.ac.il נושא הפרויקט :בפרויקט זה נעסוק בקודים לתיקון שגיאות מעל ערוץ גאוסי שעובדים עם אלפבית שונה מאשר רק .0-5 כללי :קודים איטרטיבים הם הקודים המתקדמים ביותר כיום לתיקון שגיאות ערוץ ,וקיימים תקנים רבים בהם נעשה שימוש בקודים אלה .רוב העבודה על קודים אילו עוסקת בקודים בינאריים .בפרויקט זה נתכנן ונבנה מפענח לקוד שאיננו בינארי ,ונבדוק את יתרונו אל מול קודים בינארים. אופי המימוש :תכנון ותכן אלגורתמי ומימושו בסימלטור .MATLAB דרישות קדם :תקשורת ספרתית ,אפשר במקביל .יכולת כתיבת .MATLAB היקף העבודה :סימסטריאלית ,ניתן להרחבה לפרוייקט דו-סימסטריאלי. סמסטר אביב תשע"ב ( )82פרויקט בנושא קודי .LDPC מנחה :ד"ר עמיחי סנדרוביץ amichi@tx.technion.ac.ilטל0193158250 . נושא הפרויקט :בניית מקלט מפענח LDPCיעיל כללי :קודי LDPCהם הקודים המתקדמים ביותר כיום לתיקון שגיאות ערוץ, וקיימים תקנים רבים בהם נעשה שימוש בקודים אלה .בפרויקט זה נממש מפענח יעיל לקוד ,תוך כדי ביצוע שיפורים לאלגוריתם הבסיסי שנקרא belief propagationכך שנקבל ביצועים טובים יותר מהמפענח. מטרת הפרוייקט :בניית ותכנון מפענח לקודי LDPCאיטרטיבים מתקדמים. אופי המימוש :תכנון ותכן אלגורתמי ומימושו בסימלטור .MATLAB דרישות קדם :תקשורת ספרתית ,אפשר במקביל .יכולת כתיבת .MATLAB היקף העבודה :סימסטריאלית ,ניתן להרחבה לפרוייקט דו-סימסטריאלי. סמסטר אביב תשע"ב ()92פרויקט בתקשורת ספרתית שם הפרויקט: מימוש בחמרה של מקלט ספרתי רחב סרט לישומי OFDM WiFi מנחים: בירן אביbiranavi@gmail.com ,054-4832713 , מלכה חיים 0008008090 haimalka@tx.technion.ac.il - ]כללי: טכנולוגית ה OFDM-משמשת כיום כטכנולוגית בחירה ברבות ממערכות התקשורת האלחוטיות המובילות ,בתוכן מערכות תקשורת מחשבים קצרת הטווח ( WLANהידועה גם בכינויה ,(WiFi לצד מערכות WiMax ,HDTVודור 4של לתקשורת ניידת (.(LTE- Long Term Evolution לטכנולוגיות מבוססות ה OFDM-יתרון על פני טכנולוגיות תקשורת Wirelessאלטרנטיביות ,כגון GSM, WCDMAבהיותה חסינה לעוותי רב-נתיב ( ) Multipathהאופינים לתווכי התפשטות מרובי אלמנטים מחזירי קרינה ,EMכולל סביבה אורבנית או בתוך חללים בנויים. 8/2/2009 ;14:45 QAM64 OFDM constellation,data carriers. )EVM=-27.96 (dB )SNR= 41.7 (dB )PWR= -7.9 (dBm Symb.= 10 Ampl Ampl ודיאגרמת קונסטלציה IQ OFDMבמישור הזמן אות המציגה את שגיאות הפענוח EVMבמישור התדר מטרת הפרויקט: מימוש בחמרה של מקלט לאותות OFDMבתקן 802.11a/gתוך שימוש באפליקצית Simulink HDL Coderהחדשנית להמרה אוטומטיות של קוד Matlabקיים ל VHDL -ויישומו על חמרת FPGA מטיפוס Virtex-6של חברת .Xilinx הסטודנטים ידרשו להכיר את טכניקות הפענוח של אותות OFDMבתקן 802.11a/gבמטרה לבנות יישום Simulinkמבוסס תוכנת פענוח קיימת המורכבת מפונקציות ,MATLABוהמיישמת פענוח בסיסי לאותות ה .OFDM-ה HDL-Coder-שישולב בישום יאפשר המרה אוטומטית של קוד הפענוח ל VHDL-וצריבתו לרכיב המתכנת הנבחר. אופן המימוש: המימוש יכלול חלק עיוני של כתיבת קוד Simulinkהמיישם את פונקציות הMATLAB - הקיימות ,שילוב ה HDL-Coder -ויצירת קוד ה VHDL-ייעודי לרכיב המתכנת הנבחר .בהמשך ייעשה שימוש באפליקציות הצריבה של Xilinxלשם העברת הקוד למערכת חומרת ה.FPGA- בדיקת תקינות התהליך תחייב הזנה של אות WiFiתקני למערכת ובחינת טיב הפענוח על ידי חישובי ה EVM-של האות התבצע כחלק מתהליך הפענוח. דרישות קדם: מבוא לעיבוד אותות ספרתי ,תקשורת ספרתית (רצוי). סמסטר אביב תשע"ב )(30פרויקט בתקשורת ספרתית שם הפרויקט: מימוש משדר ספרתי לישומי WiFiבתקני IEEE 802.11a/g/n מנחים: בירן אביbiranavi@gmail.com , 054-4832713 , כללי: טכנולוגית ה OFDM-משמשת כיום כטכנולוגית בחירה ברבות ממערכות התקשורת האלחוטיות המובילות ,בתוכן מערכות תקשורת מחשבים קצרת הטווח ( WLANהידועה גם בכינויה המסחרי ,(WiFiלצד מערכות WiMax ,HDTVודור 4של לתקשורת ניידת (הידועה גם בכינויה Long-Term- .(LTE Evolutionטכנולוגית ה OFDM-מאפשרת מימוש קל יחסית של משדרים ומקלטים מרובי אנטנות ( .)MIMOמערכות WiFiתומכות MIMOנמצאות כיום בשוק -ומחליפות בהדרגה את מערכות ה SISO-הקונונציונליות. 15/2/2007 ;10:8 QAM64 legacy signal data-symbol carriers. 1.5 real imag 1 0.5 0 -0.5 -1 Note the distribution of the 4 BPSK pilot carriers אות OFDMבמישור הזמן -ואחרי פענוח במישור 60 50 40 30 20 10 0 התדר (במבנה )QAM44 מטרת הפרויקט: הכרת תקני 11..88הרלוונטיים המפרטים את מבנה האותות ודרך בנייתם .סינתזה של אותות באפנון OFDMעל פי תקני ה IEEE 802.11a/g/n -ותוך דגש על אותות MIMOלפי תקן .802.11n הסטודנטים יתוודעו גם לאילוצים השונים המנחים את מתכנני מערכות השידור והקליטה ,WiFi כגון :מגבלות ספקטרום ,הספקי שידור ,עיוותי סביבה ומערכת ,אילוצי מזעור אלקטרוני ועוד. אופן המימוש: המימוש יכלול חלק עיוני של תכן ובנית האותות באמצעות - MATLABלצד חלק מעשי שיתבצע בשילוב של צב"ד ייעודי שברשות במעבדת התקשורת -שנועד ליצירת אותות RFמוכללים והצגתם על מסך האוסצילוסקופ. דרישות קדם: טק"ש ותקשורת ספרתית. -1.5 סמסטר אביב תשע"ב ( )33סימולציית מערכת תקשורת מסוג OFDMA מנחה :אבי שטיינר טל052-6097354 . תאור הפרויקט: במסגרת תקן ה ,802.16e -שהינו ה ,Mobile WiMAX -נדרשת בתחנת הבסיס תמיכה במודולציה מסוג ).Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA מודולציה זו מהווה הרחבה למודלציה הנפוצה מסוג ,OFDMהמשמשת בתקן הFixed- - ,WiMAXובתקני ה .)802.11a/g/n( WiFi -מודולציית OFDMAמאפשרת ריבוב בזמן ובמרחב של משתמשים על מנת להגדיל את יעילות המערכת .במסגרת הפרויקט ימומש משדר ומקלט OFDMAבסיסיים בהתאם להגדרות התקן ,וביצועיו ייבחנו בסימולציה בערוץ רב נתיב (.)multi-path Downlink Tx Encoder OFDMA Modulator & Time Frequency Mapper Encoder Uplink Rx Decoder & Sync Channel Estimation Demux Decoder מטרת הפרויקט: .1הסטודנט/ים ילמד/ו מושגים בסיסיים בתקשורת ספרתית ומקודדת. .2מימוש של משדר ,מודל ערוץ ומפענח בסביבת .MATLAB .3סימלציית ביצועים והשוואה לתאוריה. דרישות קדם: אותות אקראיים תקשורת ספרתית (אפשר גם במקביל). סמסטר אביב תשע"ב המעבדה לתקשורת ( )41הצעה לפרויקט למימוש אנטנה קטנת-ממדים Spheric-Helical Antenna מנחים :בן-ציון יוסלזון ,ארז בן-ארי כללי אנטנות ליישומי תקשורת ניידים או מקומיים מתוכננות בדרך כלל בממדים אופייניים של אורך הגל או חלק ממנו ,כ- 5..5λעד .5.5λלעומתן ,באנטנות קטנות-חשמלית ( )Electrically-Smallהממד האופייני הגדול ביותר שלהן הינו קטן מעשירית אורך הגל .הדבר מציב בפני מתכנני האנטנות אתגר כביר לא רק בתכנון המכני כי אם ואולי בעיקר בביצועי האנטנה מבחינת נצילות הקרינה. בדומה לחסם של Shannonבתקשורת קיים חסם תיאורטי הקרוי על שם ,Chuליכולתן של אנטנות קטנות ממדים להפיק קרינה אלקטרומגנטית ביעילות. בשנים האחרונות זוכה תחום זה לתשומת לב רבה מצד חוקרים בתחום האלקטרומגנטיות בעולם ,אשר מנסים לממש אנטנות קטנות ויעילות ככל שניתן להתקרב לחסם .Chuדוגמא למבנה חדשני היאSpheric- Helical Antennaהמופיעה באיור .למעלה מבט פרספקטיבה ,באמצע מבט-על ולמטה עקום הקרינה כפי שחושב בתוכנת .CST מטרת הפרויקט .1 .. .3 .4 בתחילה יתמקד הפרויקט במחקר תיאורטי שמרכזו שאלת נצילות הקרינה וחסם .Chu סקר אנטנות אפשריות בעלי עקום קרינה Omnidirectional תכנון וסימולציה של האנטנה בממדים מזעריים בשלושה תחומי תדרים המוגדרים ב ISMסביב תדר מרכזי: א433MHz . ב915MHz . ג2.45GHz . תכן מכאני ומימושה של אחת האנטנות כפי שיקבע במהלך הפרוייקט. סביבת העבודה .1 .. .3 Matlab CSTהמאפשרת סימולציה חישובית ופתרון 3Dמלא של בעיות אלקטרומגנטיות תוכנת ADSהמאפשרת סימולציה חישובית ופתרון 2.5Dשל בעיות אלקטרומגנטיות על הסטודנטים .1סקר ספרות המקיף את הנושאים :אנטנות ,אנטנות חשמלית-קטנות ,נצילות קרינה וחסם .Chu ..לימוד .ADS ,CST .3תכן מכני של האנטנה לרבות שיקולי ייצור ,אופן ותהליכי הייצור דרישות קדם גלים ומערכות מפולגות – 044148 (מומלץ אנטנות וקרינה בצמוד) היקף סמסטריאלי עם אפשרות להארכה לשנתי. סמסטר אביב תשע"ב )(42הצעה לפרויקט בנושא אנטנות אנטנה מודפסת מוזנת בקו תמסורת קופלנרי מנחה :בן-ציון יוסלזון כללי: עקב הדרישה הגוברת למיזעור מכשירים ניידים ,כגון טלפונים סלולריים ומחשבים ניידים ,נפוץ לאחרונה השימוש במעגלי מיקרוגל מוכללים ( ,)Microwave Integrated Circuits - MICsובמעגלים מונוליתיים ( .)MMICsרכיבים מהירים אלה אפשר לצופף על כרטיסים מודפסים ,והחיבורים בין הרכיבים הם בקוי תמסורת מהירים .גם האנטנות של המכשירים הניידים מודפסות כחלק אינטגרלי של הכרטיס ויש צורך לחברן לרכיבי השידור והקליטה בקוי תמסורת מודפסים. לאחרונה נכנס לשימוש קו-תמסורת במבנה ( )CPW( Coplanar Waveguideראה איור) על מצעים דיאלקטריים. קו תמסורת זה הוא פס מוליך מתכתי מודפס ,שמשני צדדיו מודפסים משטחים מוליכים מתכתיים "חצי אינסופיים" המהווים משטחי הארקה ,והכל על גבי מצע דיאלקטרי עבה יחסית. יתרונותיו של המבנה הזה לעומת קוי תמסורת מקובלים (Stripline , Microstripוכדומה) בכך שהוא מונח כולו על המישור העליון של המצע הדיאלקטרי .כך מתאפשרת נגישות מלאה לכל מוליכי הקו .ניתן לשלב בו רכיבים נוספים (אקטיביים ופסיביים) מלמעלה ( ,) surface mountללא צורך לחדור לעובי המצע הדיאלקטרי ,וזאת בניגוד לקוים במבנים המקובלים .התחברות למוליכי ההארקה היא ישירה ואין צורך ב .via holes-העכבה האופיינית של קו CPWתלויה רק במקדם הדיאלקטרי של המצע וביחס בין הממדים הרוחביים [ ;])S/(S+2Wלכן ניתן להדפיס מעברים הדרגתיים ממידות גדולות למידות זעירות תוך שמירת עכבה קבועה. יתרון חשוב נוסף הוא הפחתת צימודי-שוא ) (cross-talkבין קוי תמסורת סמוכים על אותו מצע ,הודות למשטחי ההארקה הרצופים הפרושים על מרבית השטח בין הקוים .על תכונה זו נהוג להסתמך בתכן מעגלי MICו MMIC-כשמשתדלים לצופף רכיבים מהירים על גבי שטח המצע היקר (סיליקון או ,)GaAsוכן כאשר נדרש למזער את כל ההתקן אשר מודפס על מצע דיאלקטרי כלשהו. מטרה: מטרת הפרויקט לבחון מבנים אפשריים לאנטנות מודפסות אשר יוזנו באופן ישיר מקו תמסורת ,CPWלרבות מתאמים למבנים קונבנציונליים (קואכס ,מיקרוסטריפ) .בספרות המדעית הוצעו מבנים בגיאומטריות שונות של אנטנות ושל התחברות לקוי ,CPW והסטודנטים יבחנו וינתחו תצורות ,הרכבים וחומרים שניתן לממש ולמדוד במעבדה לתקשורת .תכונות האנטנות ,המתאמים וקוי התמסורת ייבחנו על ידי הסטודנטים על פי מודלים אלקטרומגנטיים אנליטיים מקורבים (ככל שניתן) וחישוביים ,מהספרות המדעית. התכן האלקטרומגנטי הממוחשב בפרויקט זה יעשה בתוכנת סימולציה אלקטרומגנטית CST Microwave Studioאשר קיימת במעבדה .התוכנה מדמה את המציאות האלקטרומגנטית התלת ממדית במלואה. כך יכיר הסטודנט כלי תוכנה חזק ,המתאים לתכנון כל רכיבי המיקרוגל והאנטנות. דרישת קדם או במקביל :קורס גלים או במקביל קורס אנטנות וקרינה ,וכן ניסוי ( 87אנטנות) במעבדה. מומלץ גם ניסוי ( 87התקני מיקרוגל). היקף העבודה :פרויקט סמסטריאלי (תכן וסימולציות). הרחבה לפרויקט דו-סמסטריאלי -מימוש ומדידות במעבדה. 1 סמסטר אביב תשע"ב ( )43הצעה לפרויקט בנושא אנטנות שם הפרויקט: מימוש אנטנת מיקרוסטריפ מודפסת דו-תידרית לקליטה בו זמנית של לווייני GPSו- GALILEOבשני תחומי תדר L1ו.L2- מנחה :יעקב רמז ,מהנדס אנטנות ,מערכי אנטנות ,ומערכות המבוססות על אנטנות. טל' .jacob.remez@gmail.com ,052-8963377 כללי: אנטנות רגילות לקליטת לווייני GPSמתוכננות לקלוט תחום תדרים צר של ( 2-3%זהו רוחב הסרט של האינפורמציה) סביב תדר מרכזי של .1575MHzזהו תחום התדר .L1אנטנות אלו מיועדות למציאת מיקום ) (positioningבדיוק של 1-2מטרים. ואולם לווייני ,GPSוגם לווייני המערכת האירופאית GALILEOהמפותחת עתה ,משדרים גם את תחום התדרים ( L2רוחב סרט מידע של 2-3%סביב .)1226MHzזאת בכדי לאפשר מציאת מיקום מדויקת יותר ע"י תדר נוסף .התדר הנוסף מאפשר למצוא גם את נטיית המערכת (:)ADS-Attitude Determination System שתי אנטנות הממוקמות במרחק מספיק גדול זו מזו מאפשרות למצוא את נטיית הציר המחבר אותן ,ע"י אינטרפרומטריה .הדפסת שלוש אנטנות patchעל גבי לוח גדול מאפשרת את מציאת נטיית הלוח .התדר הנוסף מאפשר את הרחקת האנטנות ובכך השגת דיוק גבוה ,יחד עם ביטול כפל המשמעות ( )Ambiguityהנוצרת עם הרחקת האנטנות מעל חצי אורך גל ( )½λזו מזו .לצורך מציאת כיוון מדויקת מהאינטרפרומטריה ,וגם לצורך מציאת מיקום בצורה יותר מדויקת ,נדרש שלאנטנות יהיה מרכז מופע קבוע עד כמה שניתן. המטרה: מטרת הפרויקט לאפשר לסטודנטים ללמוד ולהתנסות בהיבטים מעשיים של מציאת מיקום וכיוון מדויקים באמצעות לוויינים ,ולפתח אנטנה מודפסת ורשת הזנה במיקרוגל על בסיס תיאורטי וסימולציות. במסגרת הפרויקט תפותח אנטנת מיקרוסטריפ מודפסת מסוג patchבעלת רשת הזנה מתאימה. האנטנה שתפותח הוצעה במאמר שפורסם לאחרונה.IEEE AWPL 2011 Vol. 10, pp. 49-52 : האנטנה שתפותח נדרשת לקלוט אותות מלוויינים בתדרים L1ו L2-בקיטוב הדרוש .כמו כן נדרש שיהיה לה כיסוי מרחבי רחב המאפשר קליטת מספר לוויינים ,וכך מציאת מיקום וכיוון מדויקים יותר .האנטנה המתוארת במאמר הנ"ל נמדדה ,והיא עונה על דרישות אלה. הסטודנטים יממשו וימדדו את האנטנה המוצעת .במידה וביצועי האנטנה יהיו טובים (כפי שצפוי) היא תחליף אנטנה מסוג ספירלה שתוכננה בפרויקט קודם ,ומשולבת כעת במערכת קליטה ופענוח של אותות מלוויינים ,שפותחה במעבדה לתקשורת .בין היתר צפוי שלאנטנה החדשה יהיה הגבר ( )Gainשל ,6dB לעומת 3dBשיש לאנטנת הספירלה הקיימת עתה .ניתן לראות בעמוד הבא תמונות של האנטנה המוצעת מסוג patchושל הספירלה שפותחה בפרויקט הקודם .לעומת הספירלה ,האנטנה המוצעת צרת סרט ,ולכן יש להדפיס שניים או שלושה דגמים במקביל ,בעלי מידות שונות במקצת זה מזה על מנת לקלוע לתדר. דרישות הפרויקט: .1לימוד :קריאת המאמר על האנטנה המוצעת .השוואה בין עיקרון הפעולה של האנטנה המוצעת מסוג "טלאי כפול" ) (Stacked Annular-Ring Patch Antennaלעומת אנטנת הספירלה שפותחה בפרויקט הקודם. .2בניית מודל גיאומטרי של האנטנה לפי המאמר ,וסימולציה של המודל בתוכנת ( CSTסימולציה של אנטנת המיקרוסטריפ המודפסת ,כולל רשת ההזנה) והשוואת תוצאות הסימולציה לתוצאות שבמאמר. .3מימוש פיזי של האנטנה :הכנת מפרטים טכניים ומכניים והוצאה לייצור* ,ואח"כ הרכבת האנטנה. *יש להוציא לייצור 2-3דגמים במידות קצת שונות זה מזה על מנת לקלוע לתדרים L1ו.L2- .4מדידת עקומי הקרינה של האנטנה בתא חסר הד של המעבדה שהוא מטווח שדה קרוב ,שיערוך עקומי הקרינה מהמדידות (קיטוב ,מרכז מופע ,כיסוי מרחבי והגבר) ,והשוואה לביצועי אנטנת הספירלה. התכן האלקטרומגנטי בפרויקט זה יעשה בתוכנת סימולציה אלקטרומגנטית CST Microwave Studio הקיימת במעבדה .התוכנה מדמה את המציאות האלקטרומגנטית התלת ממדית 3-Dבמלואה ,וכך יכיר הסטודנט כלי תוכנה חזק ,המתאים לתכנון כל רכיבי המיקרוגל והאנטנות. דרישת קדם או במקביל :קורס מיקרוגלים או אנטנות וקרינה. היקף העבודה :פרויקט סמסטריאלי לזוג (תכן ,סימולציות ,מימוש ,מדידות ומסקנות(. אנטנה מוצעת בפרויקט זה אנטנת ספירלה מפרויקט קודם תמונות מן המאמר :של האנטנה המוצעת (למעלה) ,ושל רשת ההזנה (למטה) ,ושל אנטנת הספירלה שפותחה בפרויקט קודם. האנטנה המוצעת היא מסוג שני -patchים מעגליים מודפסים ,ורשת ההזנה (מצמד )0/90°מעוררת אופן זרם מעגלי היקפי .הזרם קורן קיטוב מעגלי כפי שנדרש .הזרם דומה לזרם בספירלה ,אבל ל ספירלה יש רצף של מעגלים ולכן רוחב הסרט גדול. ואולם הספירלה קורנת גם כלפי מטה ולכן יש אובדן של חצי הספק שנבלע בחומר הבולע (בשחור) ,ואילו לאנטנה המוצעת בפרויקט יש גב מתכתי המשמש כמחזר, ולכן כל הקרינה היא כלפי מעלה. סמסטר אביב תשע"ב ( )44הצעה לפרויקט בנושא אנטנות שם הפרויקט :מטריצת בטלר 8×8מודפסת להזנת מערך אנטנות ליניארי בעל 8קורנים מנחה :יעקב רמז ,מהנדס אנטנות ומערכי אנטנות – jacob.remez@gmail.com ,052-8963377 כללי: תחנת בסיס סלולארית בעלת אנטנה רבת-אלומות ) (MBA-Multi Beam Antennaיכולה לנהל תקשורת בו-זמנית עם מספר מנויים .לאנטנה יש מספר אלומות ,וכל מנוי נקלט ע"י האלומה הפונה לכיוונו .האנטנה מורכבת משני חלקים :רשת הזנה בעלת הדקי כניסה כמספר האלומות ,והדקי יציאה כמספר הקורנים במערך האנטנות .בנוסף ,המערכת כוללת מערך אנטנות שהוא מערך ליניארי של קורנים .דוגמא לאנטנה רבת-אלומות מתוארת באיור .1 מטריצת בטלר הינה רשת מיקרוגל פאסיבית בעלת הדקי אלומה והדקי קורנים .מספר הדקי האלומות שווה למספר הקורנים (באיור 1יש 8הדקי אלומות ,ו 8-הדקי קורנים) .מלבד מטריצת בטלר יש עוד רשתות הזנה פאסיביות שיוצרות אנטנה רבת- אלומות .יתרונה של הרשת הזו הינו שתיאורטית אין לה הפסדים .אנרגיית המיקרוגל ) (RFהמוזנת להדק אלומה מגיעה בחלוקה שווה אל הקורנים ,ולכן נצילות המערכת גבוהה ויכולה להגיע ל .100%-כל הדק אלומה יוצר שיפוע מופע אחר על פני הקורנים וכך נוצרים על פני המערך הקורן פילוגי עוצמה אחידים ושיפועי מופע ליניארים .כל שיפוע מופע יוצר אלומה סוקרת לכיוון אחר, וכך נוצרות מספר אלומות בו-זמנית ואנטנה רבת-אלומות. לאנטנה רבת-אלומות יש יתרון על פני מערך סוקר אלקטרונית ,שבו יש מסיט מופע אלקטרוני על כל קורן .מסיטי המופע יוצרים שיפוע מופע אחד על פני המערך הקורן .לכן ,לאנטנה זו יש רק אלומה אחת ,הסוקרת כל פעם לכיוון אחר ,בהתאם למיתוג מסיטי המופע לשיפוע מופע אחר .אנטנה סוקרת אלקטרונית הינה אנטנה אקטיבית הדורשת אספקת מתח וחיווט פיקוד למסיטי המופע ,ומחשב פיקוד ,בעוד שאנטנה רבת-אלומות היא מערכת פאסיבית. המטריצה מורכבת מרכיבי מיקרוגל פאסיביים כגון מצמד ומסיט-מופע פאסיבי .במסגרת הפרויקט הסטודנטים ילמדו לתכנן את רכיבי המיקרוגל השימושיים הנ"ל .הסטודנטים ילמדו גם שיקולי תכנון של מערכי אנטנות :השפעת המרחק בין הקורנים על הגבר האנטנה ,על רוחב האלומות ,כיווני האלומות ועומק החיתוך בין האלומות. מטריצת בטלר ניתנת למימוש בטכנולוגיה מודפסת הנוחה לייצור המוני וזול .לעיתים ניתן להדפיס את הקורנים יחד עם רשת ההזנה ואז מתקבלת מערכת רבת-אלומות קלה וזולה .כאשר המטריצה מודפסת (בשכבה אחת) קווי התמסורת המגשרים בין רכיבי המטריצה חוצים זה את זה .במימוש כזה דרוש רכיב חצייה בכל נקודת מפגש .במסלולים שאינם חוצים מסלולים אחרים דרוש שיהיו רכיבי חצייה דמה לקיזוז רכיבי החצייה שבמסלולים המקבילים ,כדי להשוות אורך ומופע של כל המסלולים ,וכך ליצור מטריצה מודפסת רחבת-סרט .זה מסבך את המעגל המודפס ,ואכן מטריצות שפותחו בעולם אינן כוללות את כל רכיבי הדמה הדרושים ולכן הן צרות-סרט .כיוון שהמימוש המודפס פשוט וזול כדאי להתאמץ לממש מטריצה מודפסת גם אם המעגל שלה מורכב ומסובך יותר .לאחרונה הוצע על ידי מנחה הפרויקט מעגל layoutחדש המתאר מימוש מודפס של מטריצת בטלר 8×8 מלאה ורחבת סרט (איורים 1ו.)2- בסמסטרים קודמים הפרויקט נלקח ובוצע ברובו .מטרת הפרויקט הנוכחי הינה להשלים את הפרויקט הקודם .מטרת הפרויקטים הקודם והנוכחי הינה לתכנן ,לבנות ולמדוד מטריצות בטלר מודפסות 8×8רחבות סרט (לפחות ,)22%שתהיינה הכי רחבות-סרט שפותחו מעולם ,הישג הראוי לפרסום כמאמר מקצועי .לשם כך הלכנו בשני כיוונים :פותחה מטריצת בטלר מודפסת המבוססת על מצמדים מסוג ,coupled-linesוגם פותחה מטריצה המבוססת על מצמדים מסוג .branched-line couplersהמטריצה מהסוג הראשון נבנתה ונמדדה (איור )3והביצועים שהתקבלו היו טובים .המטריצה מהסוג השני גם כן תוכננה ,אך המעגל המודפס שיוצר היה פגום (ראה איור .)2בפרויקט הנוכחי המעגל המודפס ייוצר שוב ,ובניית המטריצה ומדידתה יושלמו .התוצאות הצפויות למטריצה זו הן רוחב סרט קטן יותר ,אך יותר דיוק בשיפועי המופע .הסטודנטים ילמדו את הנושא ,יחזרו על התכן בסימולציה, יממשו וימדדו את המטריצה .התוצאות המדודות הנוספות יכללו במאמר .הפרויקט מלמד ומעשיר מבחינה מקצועית כיוון שהוא כולל את כל השלבים :לימוד התיאוריה ,תכן וסימולציה ,הכרת שיטות ייצור ,בנייה ומדידה ,ודיווח ע"י מאמר בעיתון מקצועי. דרישות הפרויקט: .1 .2 .3 .4 .5 לימוד הנושא של מטריצת בטלר ומרכיביה (ע"י קריאת מאמר ,והסברים מהמנחה). הכרה ותפעול של תוכנת CST-MWSלאנליזה אלקטרומגנטית (א"מ) המאפשרת תכנון א"מ של מרכיבי המטריצה ,וחישוב א"מ של כל הרשת כרכיב אחד רב-הדקים .המנחה ילמד את הסטודנטים כיצד להפעיל את התוכנה. לימוד הנושא של של מצמדים מודפסים מסוג branched-line couplerבטכנולוגיית ( striplineקריאת מאמר). תכן מצמד מודפס בסטריפליין אויר ,סימולציה ואופטימיזציה בתוכנה (חזרה על תכן שבוצע והגעה לאותן מידות). תכן רכיב חצייה המורכב משני מצמדים ( )4בחיבור קסקדה ,ותכן רשת קיזוז :רשת שוות-מופע לרכיב חצייה ברוחב סרט גדול. יש לחזור בסימולצייה על תכן שבוצע ולהגיע לאותן מידות אליהן הגיעו באופטימיזציה בפרויקט הקודם. .6לימוד הנושא של מסיט מופע דיפרנציאלי פאסיבי (קריאת מאמר על .)Schiffman phase-shift component .7תכן מסיטי המופע הנדרשים 45° ,22.5° :ו 67.5°-והוכחת ביצועיהם בסימולציה .יש לחזור על תכן שבוצע ,ולהגיע לאותן מידות אופטימליות שפותחו בפרויקט הקודם ,כיוון שכבר הוכח שמידות אלה נותנות ביצועים טובים. .8בנייה בתוכנה של מטריצת בטלר שלמה ,המודפסת בשכבה אחת ,בעלת שמונה כניסות ושמונה יציאות לפי איור ,2וסימולציה של כל הרשת המודפסת כרכיב אחד בתוכנת .CSTיש להוכיח מהפאזות של צימודי ההעברה המחושבים שהרשת עובדת. .9הפקת שרטוט של המעגל המודפס מהתוכנה ,והוצאתו לייצור .הזמנת עבודה מכאנית של כל החלקים המכאניים הנדרשים לבניית המטריצה במבנה סטריפליין אויר .קיים תכנון מכאני חלקי ,וחלקים אחדים כבר יוצרו .אח"כ יש להרכיב את המטריצה כולל 16מחברי ,RFויש למדוד אותה (תחום תדרי מדידה .)9.5 ÷ 10.5 GHz .12הפקת תוצאות מהמדידות ,מצגת סיום וכתיבת ספר פרויקט מסכם. דרישת קדם או במקביל :קורס מיקרוגלים ,התקני מיקרוגל פסיביים או קורס אנטנות וקרינה. היקף העבודה :פרויקט סמסטריאלי לזוג סטודנטים. מערך ליניארי 8קורנים קו מודפס ריק רשת קיזוז מופע רשת קיזוז מופע קו מודפס ריק איור 3מטריצה ממומשת בטכנולוגייה אחרת בפרויקט קודם מצמד branch-line מסיט מופע דיפרנציאלי מופע חסר קו מודפס רשת קיזוז מופע רכיב חצייה חסר קו מודפס מסיט מופע דיפרנציאלי מופע מצמד branched-line איור 2רשת הזנה מעגל מודפס ממומש אבל פגום מסיט מופע דיפרנציאלי מופע רשת הזנה פאסיבית מטריצת בטלר 8×8 איור 1מערכת רבת אלומות
© Copyright 2024