در سالهای اخیر، ایده مواد مرکبی که دارای نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی منفی در فرکانس های معمول هستند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. پر واضح است که پاسخ یک سیستم، در حضور میدان الکترومغناطیسی، تا حدود زیادی به وسیله خواص مواد تشکیل دهنده آن محیط مشخص می گردد. در این مجال، تلاش شده است که این ویژگی های به وسیله پارامترهای ماکروسکوپیک، یعنی نفوذپذیری الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی u توصیف شوند.
در حالی که اغلب، یک ماده با چندین مقدار ثابت نفوذپذیری الکتریکی و مغناطیسی (مستقل از فرکانس) توصیف می شود. ولی در حقیقت ویژگی های مواد دارای وابستگی فرکانسی می باشند. انواع مختلفی از مدل ها برای توصیف پاسخ فرکانسی مواد وجود دارد. با در نظر گرفتن اینکه در یک محیط میدان الکتریکی غالب است یا میدان مغناطیسی، این مدلها به چندین گروه تقسیم می شوند. اگر میدان مغناطیسی از میدان الکتریکی کوچکتر باشد به گونه ای که سیستم جهت تاثیر میدان الکتریکی قرار گیرد، حساسیت الکتریکی مدل را به سمت نفوذپذیری الکتریکی آن ماده سوق می دهد. حال اگر میدان الکتریکی از میدان مغناطیسی کوچکتر باشد، حساسیت مغناطیسی غالب بوده و نتیجه آن نفوذپذیری مغناطیسی است.
فصل اول به معرفی و تاریخچه تئوری های اصلی در فرامواد اختصاص دارد. در این فصل به تقسیم بندی مواد پرداخته می شود.
در فصل دوم قواعد کلی در مدل ساختارهای EBG ارائه شده است.
در فصل سوم به ساخت، آزمایش و کاربردهای ساختار EBG پرداخته می شود. در این قسمت روش های مختلف ساخت بررسی می شوند.
فصل چهارم بررسی مواد موثر بر EBG را شامل می شود. در این فصل کاربردهای آنتنی این دسته از مواد تحقیق شده است.
در فصل پنجم به کاربردهای آنتن های شامل فرامواد پرداخته می شود.
فصل ششم نیز به بررسی استفاده از فرامواد در خطوط انتقال اختصاص دارد.

طرح مباحث زیست محیطی و بحران نفتی ناشی از وقایع سیاسی در خاورمیانه در سالهای دهه 1970 به همراه تغییرات در اقتصاد جهانی، منجر به كاهش نرخ رشد مصرف انرژی الكتریكی از 6 – 7% به 1/6 – 3% در دهه 1980میلادی شد. به دنبال كاهش تقاضا، افزایش ب یرویه هزینه های انتقال و توزیع انرژی از 25% به حدود 15% از هزینه تولید، دغدغه های عمومی برای سلامت محیط زیست، دستیابی به تكنولوژی های پیشرفته و پذیرش تغییرات در شبكه ها، واحدهای كوچك تولید پراكنده حتی با ظرفیت یک كیلووات را وارد بازار رقابتی تولید و توزیع انرژی الكتریكی کرد. در حال حاضر صنعت برق در دنیا دستخوش یک سری تغییرات ساختاری و كلی به منظور دستیابی همزمان و دسترسی همه جانبه به شبكه برق و همچنین استفاده از مزایای تولید پراكنده شده است. سالها پیش از این، برق تنها درنیروگاه های بزرگ تولید می شد اما امروزه تولید و مصرف در یک فضای رقابتی با یكدیگر قرار گرفته اند.
اكنون در آغاز قرن 21، روند رو به رشد خصوصی سازی، الزامات مربوط به تأمین انرژی مطئمن با كیفیت بالا و هزینه های سنگین احداث و نگهداری شبكه های انتقال و توزیع و تلفات زیاد در آنها، بار دیگر كارشناسان صنعت برق را متوجه تولید انرژی برق به صورت پراكنده كرده است.
به طور كلی تولید پراكنده گزینه مناسبی برای بهبود كیفیت توان، كاهش تلفات و آلودگی های زیست محیطی، اصلاح پروفیل ولتاژ و به طور كلی افزایش بازدهی روند تولید انرژی می باشد. از طرف دیگر از پیچیده شدن شبکه و ضرورت توسعه سیستم حفاظت و همچنین پیچیده شدن بهره برداری و کنترل شبکه به عنوان اشكالات نفوذ DG در شبكه های توزیع می توان نام برد. یکی از مهم ترین تاثیرات تولید پراکنده، اثر گذاری آن بر روی حفاظت سیستم توزیع می باشد.
به طور كلی مشكلات ایجاد شده توسط منابع تولید پراكنده برای حفاظت شبكه های توزیع عبارتند از: تریپ اشتباه فیدرها، تریپ اشتباه واحدهای تولیدی، كور شدن حفاظت ، افزایش و كاهش سطح اتصال كوتاه، جزیره ای شدن ناخواسته، جلوگیری از بازبست اتوماتیک و بازبست غیر سنكرون.

مواد Electromagnetic bandgap، ساختارهای متناوب هستند كه از دی الكتریک ها، مواد فلزی یا تركیبی از مواد فلزی و دی الكتریكی، تشكیل شده اند. این ساختار ها می توانند از انتشارموج در جهات و فركانس های ویژه جلوگیری نمایند، بنابراین آنها می توانند به عنوان فیلترهای فركانسی و جهتی در نظر گرفته شوند. پیكربندی های گوناگونی از ساختارهای EBG وجود دارند كه می توانند در آنتن های میكرواستریپ مورد استفاده قرار گیرند. این پیكربندی ها به سه طبقه تقسیم می شوند:
– سطوح امپدانس بالا مانند ساختار های EBG دو بعدی كه می توانند به عنوان زیر لایه آنتن های میكرواستریپ به منظور حذف موج سطحی استفاده شوند.
– سطوح مصنوعی مانند هادی های مغناطیسی مصنوعی و سطوح غیرفعال برای طراحی آنتن های low profile.
– آنتن ها با دایركتیوته بالا كه بر اساس ایجاد باند گذر و ضریب شكست صفر در ساختارهای EBG طراحی می شود. در این حالت ساختار EBG به عنوان یک فلیتر فركانسی و جهتی معین با ضریب كیفیت بالا عمل كرده و امواج الكترومغناطیسی را عبور می دهد.
برای برخی منابع تشعشعی مانند آنتن های پچ میكرواستریپ ساختارهای EBG می توانند به صورت فوق لایه پیكربندی شوند هدف اصلی از این پیكربندی افزایش بهره و دایركتیویته آنتن های میكرواستریپ می باشد. آنتن های دایركتیو فشرده با یک نقطه تغذیه، جذابیت بالایی در عمل دارند. با این وجود پترن های تشعشعی آنها توسط موج سطحی تحت تاثیر قرار گرفته و گین پایینی دارند. از سوی دیگر آنتن های آرایه ای بهره و دایركتیویته بالایی دارند اما دارای مكانیسم تغذیه پیچیده و بازده تشعشع محدود به كاربرشان می باشند. بنابراین آنتن با بهره و دایركتیویته بالا با ساختارهای فشرده و مكانیسم تغذیه ساده در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای رسیدن به این منظور از ساختار های EBG استفاده شده است.
فصل اول
كلیات
1-1) هدف
آنتن های میكرواستریپ مزیت زیادی از جمله low profile، تطبیق پذیری با سطوح صفحه ای و غیرصفحه ای، سادگی وارزانی ساخت با بهره گرفتن از تكنولوژی مدار چاپی مدرن، استحكام مكانیكی و تطبیق پذیری زیادی بر حسب فركانس های رزونانس، پلاریزاسیون، پترن و امپدانس دارند. عیب های اصلی آنتن های میكرواستریپ بهره پایین، پهنای باند فركانسی باریک به دلیل پراكندگی تشعشع از پچ آنتن میكرواستریپ و وجود امواج سطحی است.

هدف از این پایان نامه افزایش بهره و دایركتیویته آنتن میكرواستریپ با تغذیه ساده مانند خط كواكسیال می باشد. برای نیل به این هدف، از ساختارهای Electromagnetic bandgap استفاده شده است.
2-1) پیشینه تحقیق
در سال های اخیر مواد EBG و Metamaterial مورد مطالعه و تحقیق بسیار در حوزه مایكروویو و آنتن های مخابراتی، به منظور بهبود پارامتر های آنتن های میكرواستریپ، قرار گرفته اند. در سال 2000 آقای B.Temelkuaran و همكارانش یک منبع تشعشعی منوپل را داخل یک حفره تشدید ساخته شده از كریستال های فوتونیک الكتریكی قرار دادند و یک دایركتیویته بالا بدست آوردند. S.Enoc و همكارانش یک نوع متامتریال را طراحی كردند كه از شش شبكه ورقه مسی و از تكه های فوم به منظور تشعشع جهتی تشكیل یافته است. در آنتن آنها یک منبع تشعشع منوپل مابین شبكه های سوم و چهارم قرار گرفته و نتایج تجربی نشان می دهد دایركتیویته آنتن افزایش یافته است. بعلاوه M.Thevenot و A.R.Wiely و با قرار دادن یک فوق لایه از كریستال های فتونیک (superstrate photonic crystals) بالای یک آنتن پچ متعارف یک تشعشع با دایركتیویته بالا بدست آوردند.

اولین بورس اوراق بهادار در دنیا در شهر آمستردام و توسط اولین شركت چند ملیتی به نام كمپانی هند شرقی هلند راه اندازی شد. به همین ترتیب كمپانی هند شرقی هلند اولین شركتی بود كه سهام منتشر كرد. بورس آمستردام در سپتامبر 1602، شش ماه پس از تشكیل شركت كمپانی هند شرقی هلند تاسیس شد.
در سال 1698، فهرستی از نرخ سهام و كالا توسط شخصی در قهوه خانهای در لندن منتشر شد. داد و ستد در لندن آغاز شده بود و كارگزاران دریافتند كه باید هرچه زودتر از بورس سلطنتی – مركز تجارت لندن – خارج شوند. بورس سلطنتی مركز داد و ستد اقلام فیزیكی یعنی كالاهایی كه از بندر (لنگرگاه لندن) وارد میشد بود.
50 سال بعد اولین بورس اوراق بهادار لندن به وجود آمد. این بورس جدید اوراق بهادار لندن، نقش مهمی در انقلاب صنعتی بریتانیا ایفا كرد و ماهیت اوراق بهادار در سطح اروپا و ایالات متحده فراگیر شد. اما تا سال 1801 هیچ گونه مقررات یا عضویت رسمی در بورس اوراق بهادار لندن مشاهده نشد. در حالیكه بزرگترین گامهای تغییر در تاریخ دنیا به وقوع می پیوست، هنوز تعدادی اعتقاد داشتند كه خرید و فروش سهام امری غیر اخلاقی و شیطانی محسوب میشود.
همزمان با انتشار فهرست ابزارهای مالی در قهوه خانهای در لندن، كارگزاران سهام در زیر درختی در خیابان “وال استریت ” نیویورك برای داد و ستد سهام، نشست ترتیب دادند. وال استریت، یک دیوار مستحكم در نیویورك بود كه به هر علتی توسط هلندیان بنا شده بود. در سال 1792، 24 كارگزار سهام قراردادی را امضا كردند كه بعدها “هیأت سهام و بورس نیویورك” – شركتی كه بعدها به بورس اوراق بهادار نیویورك تبدیل شد جایگزین آن شد. قرار داد” باتن وود نه تنها پیدایش بورس اوراق بهادار نیویورك را باعث شد بلكه شاهد انكارناپذیری مبنی بر توسعه ایالات متحده و تبدیل آن به یک ابرقدرت اقتصادی محسوب شد. جالب است كه وال استریت در كنار دیگر سمبل ایالات متحده یعنی آسمان خراشها، به عنوان نماد قدرت و پول این كشور به شمار میرود. امروزه نقش بورس اوراق بهادار در اقتصاد جهان غیر قابل انكار است. شاید محققان نیز هیچگاه تصور نمیكردند كه كاری كه شركتی در 400 سال پیش ابداع كرد، سراسر دنیا را در برگیرد.
به هر حال، پیدایش اولین بورس اوراق بهادار را میتوان به تشكیل آن در انگلستان، فرانسه و هلند در قرن 18 نسبت داد و در حالی كه اقتصاد در ایالات كشور نوپای امریكا به شدت تحت كنترل بریتانیا قرار داشت. تا اینكه اولین بازار غیر رسمی در سال 1752 در نیویورك تأسیس و در سال 1792 با امضای قرارداد بین كارگزاران، بورس اوراق بهادار نیویورك به طور رسمی معرفی شد، نهادی كه بیشك قلب اقتصاد جهان در آن میتپد.
تأثیر بازار اوراق بهادار در توسعه اقتصادی یک كشور غیرقابل انكار است و وظیفه اصلی این بازار به جریان انداختن موثر سرمایه ها و تخصیص بهینه منابع میباشد. لذا در سالهای اخیر، تحقیقات تجربی بسیار زیادی در رابطه با تشخیص وضعیت بازار سرمایه جهت پاسخگویی به فعالیت های متنوع در سرمایه گذاری انجام شده است. در ادامه تحقیقات انجام شده در طی نیمه دوم قرن بیستم، در رابطه با كارایی بازار بورس اوراق بهادار در سطح ضعیف ارائه گردیده است. بررسی تحقیقات انجام شده نشان میدهد كه از دهه ششم قرن بیستم و با ظهور چارتیست ها (نمودارگراها) و تحلیل گران بازار ذاتی مسأله كارایی بازار سرمایه مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در دهه ششم قرن بیستم نیز تحقیقات انگشت شماری در رابطه با كارایی بازار سرمایه، با بكارگیری روش های همبستگی پیاپی و آزمون گردشها انجام شد. در اكثر این تحقیقات، شاخص قیمتها مورد مطالعه قرار گرفته و به این ترتیب شواهدی مبنی بر كارایی بازار سرمایه ارائه گردیده است.

امروزه با پیشرفت روزافزون جامعه و نیاز شدید به انرژی الکتریکی و محدودیت و هزینه بالای تولید آن، صنعت برق را بر آن داشت تا برای صرفه جوئی سرمایه گذاری و کاهش اتلاف انرژی در بخش های مختلف به بررسی دقیق پرداخته است.
به دلایل مختلفی که در ادامه آورده شده است (مهمترین این دلایل، بالا بودن جریان در سیستم های توزیع می باشد)، تلفات انرژی در بخش توزیع بیشتر از سیستم های انتقال انرژی می باشد و براساس بررسی های به عمل آمده مشخص شده است که بیش از 10 الی 15 درصد انرژی تولیدی توسط نیروگاه ها در شبکه های توزیع تلف می شود، بر این اساس و به لحاظ گرایش جهانی به صرفه جویی در مصرف انرژی و ملاحظات زیست محیطی کاهش تلفات در سیستم توزیع انرژی الکتریکی در سنوات اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است.
باید توجه داشت که میزان تلفات انرژی الکتریکی به عوامل متعددی از جمله ساختار و آرایش شبکه، طول و سطح مقطع خطوط، نحوه توزیع بار بین خطوط، ضریب توان و میزان قدرت راکتیو، میزان عدم تعادل بار، کیفیت اتصالات و قطعات و اجزای سیستم و… بستگی دارد.
بدیهی است شناخت درست کیفیت و میزان تاثیر هریک از این عوامل در مقدار تلفات، پیشنیاز هر طرح و اقدام عملی در راستای کاهش تلفات است. مطالعه و ارائه راهکارهای عملی در ارتباط با تجدید آرایش سیستم توزیع، کنترل و جبران توان واکنشی و خازن گذاری، متعادل نمودن بار و… نمونه هایی از تلاش های گسترده با اهدافی نظیر ارتقاء ضریب اطمینان و تداوم سرویس، بهبود کیفیت توان و بالاخص کاهش تلفات می باشد. علیرغم سادگی بحث محاسبه تلفات که در رابطه RI2 تجلی می نماید، به دلیل وابستگی تلفات به عوامل متعدد نظیر آنچه در بالا به آن اشاره شد و نیز عوامل دیگری مثل تغییر مقدار مقاومت تحت تاثیر عوامل جوی، درجه حرارت محیط، تابش خورشید، گرمای ناشی از عبور جریان، تغییر بار و… بررسی و مدلسازی تلفات برای دستیابی به نتایج واقع بینانه کار دشوار و در عین حال مفید و ضروری است. با توجه به همین امر این نکته نیز روش می شود که چرا با وجود اینکه موضوع بررسی، مدلسازی و کاهش تلفات انرژی از اوایل قرن گذشته مطرح بوده است، این موضوع همچنان از مباحث علمی و تحقیقی روز به شمار می آید. به دلیل ماهیت متفاوت مصرف و نیز شرایط خاص محیطی در نقاط مختلف شبکه، اکتفا به روابط تئوریک و نیز دستیابی به یک مدل جامع به سادگی میسر نیست و این موضوع در تفاوت چشمگیر بین مقادیر محاسبه شده تلفات با مقادیر اندازه گیری شده آن که بعضا تا میزان صد درصد اختلاف دارد خود را نشان می دهد. بدین لحاظ تکیه بر مدل های موجود و کاربرد آنها برای شبکه های توزیع به ویژه برای خطوطی که دارای ضریب بار پایین هستند و یا در شرایطی خاص بهره برداری می گردند توام با خطای زیاد و موجب نتیجه گیری های نادرست خواهد بود.
بر این اساس به دلیل اهمیت مسئله تلفات در شبکه های توزیع، نتایج بررسی، اندازه گیری و مدلسازی تلفات شبکه توزیع استان با لحاظ کردن ویژگی های خاص خود می تواند علاوه بر ارائه راهکارهای کاهش تلفات، روشنگر و راهگشای پاره ای دیگر از امور از جمله مسئله تجدیدنظر در بارگذاری خواهد بود. علیرغم اهمیت این موضوع در کشور ما تاکنون بررسی دقیق و مستند به نتایج اندازه گیری در حد لازم انجام نگرفته است. آنچه که در حال حاضر از آن به عنوان تلفات نام برده می شود متوسط تلفات انرژی در یک دوره مشخص می باشد و کلیه اجزای شناخته شده و شناخته نشده را در برمی گیرد و در خصوص تفکیک اجزاء تلفات و نقش آنها از شفافیت لازم برخوردار نیست.

سمینار حاضر به هر دو این مقوله های مهم یعنی شناخت اجزای مختلف و ارائه روش های اصولی در راستای کاهش آنها می پردازد.