چکیده
پروژه برق مخابرات . امکان تصویربرداری زیرسطحی توسط پروب های مایکروویو با وضوح بالا و همچنین مزیت بدون تماس بودن پروب با نمونه.، تصویربرداری مایکروویو را امروزه به موضوع مهمی در کاربردهایی مانند آزمایشهای غیرمخرب بدل کرده است. هدف این تحقیق، اجرای یک سیستم آزمایشگاهی تصویربرداری مایکروویو برای اجسام زیرسطحی است. در این راستا یک پروب میدان نزدیک مایکروویو طراحی و ساخته شده است.
این پروب دارای مشخصهی ضریب کیفیت بالا برای افزایش حساسیت در تلفات بازگشتی .(S11). هست که امکان دستیابی به تصاویر مایکروویو با وضوح بالا را امکانپذیر میسازد. پروب میدان نزدیک با استفاده از تکنولوژی خطوط ریزنواری طراحی شده که براساس تکنیک حفرهی تشدید.، امکان افزایش حساسیت در تلفات بازگشتی را میسر میکند. پروب ساخته شده بر روی یک سیستم آزمایشگاهی مکانیزه.، مجهز به موتورهای پلهای نصب شده و تصویربرداری مایکروویو با حرکت دوبعدی صفحه نمونه و پروب ثابت انجام میشود. در هر نقطه از حرکت دوبعدی ماتریسی.، مقدار تلفات بازگشتی توسط یک دستگاه تحلیلگر شبکه اندازهگیری میشود.
با تبدیل دادههای بدست آمده به یک ماتریس اندازهگیری ذخیره شده در کامپیوتر.، تصویر اولیهای از نمونه تشکیل میگردد. سپس با اعمال الگوریتمهای پردازش تصویر به تصویر اولیه.، تصویر نهایی با وضوح فضایی بالا بدست آورده میشود. خطای میانگین مربعات جهت تعیین میزان دقت تصاویر بدست آمده از سیستم اندازهگیری تصویربرداری مایکروویو بهکار برده میشود. از کاربردهای مهم این روش تصویربرداری، در پزشکی جهت تشخیص سرطان پوست با توجه به هزینهی کمتر نسبت به روشهای دیگر مانند MRI.، اشعهی X. و یا در صنعت هوانوردی جهت یافتن ترکهای بدنه هواپیما .(مخفی شده زیر لایهی رنگ). را میتوان نام برد.
فصل اول: مقدمه 1
1-1- مقدمه 2
1-2- تاریخچه 4
1-3- انواع میکروسکوپ 5
1-4- تصویربرداری مایکروویو 8
1-5- تصویربرداری مایکروویو زیرسطحی 12
1-6- پروب میدان نزدیک 14
1-7- اهداف پایان¬نامه 15
1-8- ساختار پایان¬نامه 16
فصل دوم: بررسی انواع پروب میدان نزدیک 17
2-1- مقدمه 18
2-2- پیشینه تحقیق 19
2-2-1- انواع پروب با طراحی نوک¬های مختلف 23
2-2-2- بررسی میکروسکوپ¬های اسکن میدان نزدیک 27
2-2-3- روش های تصویربرداری توسط میکروسکوپ اسکن میدان نزدیک 30
2-2-3- کاربرد های عملی استفاده از میکروسکوپ¬های اسکن میدان نزدیک 32
فصل سوم: پروب میدان نزدیک ریزنواری 36
3-1- مقدمه 37
3-2- تاریخچه 38
3-3- ساختار کلی پروب ریزنواری 39
3-4- مطالعه پارامترهای اساسی آنتن 40
3-4-1- معادلات اساسی آنتن¬های ریزنواری 40
3-4-1-1- خطوط انتقال ریزنواری مستطیلی 41
3-4-1-2- تشدیدگرهای مایکروویو 44
3-4-1-3- ضریب کیفیت و تطبیق امپدانس 47
3-5- اجرای عملی پروب 48
3-5-1- طراحی و شبیه¬سازی پروب 50
3-5-2- ساخت و اندازه¬گیری پروب 70
فصل چهارم: سیستم تصویربرداری میدان نزدیک آزمایشگاهی (Probe Station) 73
4-1- ساختار کلی ماشین CNC 74
4-2- مدار واسط 75
4-3- سیستم Fixture (طریقه¬ی نصب) پروب روی Probe station 77
4-4- دستگاه اندازه گیری مایکروویو (تحلیل¬گر شبکه) 79
4-4-1- اتصالات 80
4-4-2- کالیبراسیون 82
4-4-3- خواندن اطلاعات از طریق نرم¬افزار Lab-VIEW 84
فصل پنجم: تصویربرداری مایکروویو اشیای نمونه زیرسطحی 87
5-1- معرفی سناریوی تصویربرداری مایکروویو آزمایشگاهی 88
5-2- توصیف اشیای نمونه 89
5-2-1- زیرلایه¬ی چوبی 89
5-2-2- نمونه¬های فلزی 90
5-2-3- پوشش کاغذی 90
5-3- اسکن کردن نمونه¬ها توسط پروب 91
5-4- فرآیند تولید تصویر مایکروویو با ایجاد ماتریس اندازه¬گیری 95
5-5- تولید تصویر نهایی و نمایش تصاویر خام 97
فصل ششم: پردازش تصویر برای بهبود خروجی سیستم تصویربرداری 101
6-1- مقدمه 102
6-2- توصیف فرآیند تصمیم¬گیری 102
6-3- تشخیص تصویر زیرسطحی و دسته¬بندی کردن آن¬ها 104
6-4- توصیف الگوریتم پردازش تصویر 105
6-5- اعمال الگوریتم روی تصاویر خام و نمایش خروجی 108
6-6- معرفی تابع خطا و راندمان کار 109
فصل هفتم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات 111
7-1- نتیجه¬گیری 112
7-2- پیشنهادات 113
مراجع 115
کلید واژه ها
پروب میدان نزدیک , تصویربرداری مایکروویو , near field probe