Microstrip square ring antenna for dual-band operation

This paper presents a generalized approach to design an electromagnetically coupled microstrip ring antenna for dual-band operation. By widening two opposite sides of a square ring antenna, its fractional bandwidth at the primary resonance mode can be increased significantly so that it may be used for practical applications. By attaching a stub to the inner edge of the side opposite to the feed arm, some of the losses in electrical length caused by widening can be regained. More importantly, this addition also alters the current distribution on the antenna and directs radiations at the second resonant frequency towards boresight. It has also been observed that for the dual frequency configurations studied, the ratio of the resonant frequencies (center dot r(2)center dot center dot r(1)) can range between 1.55 and 2.01. This shows flexibility in designing dual frequency antennas with a desired pair of resonant frequencies.

Vave propagation and bandgaps in a parametrically modulated composite laminate

Wave propagation and its frequency bandgaps in a parametrically modulated composite laminate are reported in this paper. The modulated properties under considerations are due to periodic microstructure, for example honeycomb core sandwich composite, which can be parameterized and homogenized in a suitable scale. Wave equations are derived by assuming a third-order shear deformation theory. Homogenization of the wave equations is carried out in the scale of wavelength. In-plane wave and flexural-shear wave dispersions are obtained for a range of values of a stiffness modulation coefficient (alpha). A clear pattern of stop-bands is observed for alpha >= 4. To validate the band-gap phenomena, we take recourse to time domain response obtained from finite element simulation. As predicted by the proposed analytical technique, a distinct correlation between the chosen frequency band and the simulated wave arrival time and amplitude reduction is found. This promises practical applications of the proposed analytical technique to designing parametrically modulated composite laminate for wave suppression. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Electromagnetic signatures of lightning near the HF frequency band

The dissertation deals with remote narrowband measurements of the electromagnetic radiation emitted by lightning flashes. A lightning flash consists of a number of sub-processes. The return stroke, which transfers electrical charge from the thundercloud to to the ground, is electromagnetically an impulsive wideband process; that is, it emits radiation at most frequencies in the electromagnetic spectrum, but its duration is only some tens of microseconds. Before and after the return stroke, multiple sub-processes redistribute electrical charges within the thundercloud. These sub-processes can last for tens to hundreds of milliseconds, many orders of magnitude longer than the return stroke. Each sub-process causes radiation with specific time-domain characteristics, having maxima at different frequencies. Thus, if the radiation is measured at a single narrow frequency band, it is difficult to identify the sub-processes, and some sub-processes can be missed altogether. However, narrowband detectors are simple to design and miniaturize. In particular, near the High Frequency band (High Frequency, 3 MHz to 30 MHz), ordinary shortwave radios can, in principle, be used as detectors. This dissertation utilizes a prototype detector which is essentially a handheld AM radio receiver. Measurements were made in Scandinavia, and several independent data sources were used to identify lightning sub-processes, as well as the distance to each individual flash. It is shown that multiple sub-processes radiate strongly near the HF band. The return stroke usually radiates intensely, but it cannot be reliably identified from the time-domain signal alone. This means that a narrowband measurement is best used to characterize the energy of the radiation integrated over the whole flash, without attempting to identify individual processes. The dissertation analyzes the conditions under which this integrated energy can be used to estimate the distance to the flash. It is shown that flash-by-flash variations are large, but the integrated energy is very sensitive to changes in the distance, dropping as approximately the inverse cube root of the distance. Flashes can, in principle, be detected at distances of more than 100 km, but since the ground conductivity can vary, ranging accuracy drops dramatically at distances larger than 20 km. These limitations mean that individual flashes cannot be ranged accurately using a single narrowband detector, and the useful range is limited to 30 kilometers at the most. Nevertheless, simple statistical corrections are developed, which enable an accurate estimate of the distance to the closest edge of an active storm cell, as well as the approach speed. The results of the dissertation could therefore have practical applications in real-time short-range lightning detection and warning systems.

Switchable-feed reconfigurable ultra-wide band planar antenna

Reconfigurable antennas capable of radiating in only specific desired directions increase system functionality in applications like direction finding and beam steering. This paper presents the design simulation, fabrication and measurement of a horizontally polarized, direction reconfigurable Vivaldi antenna, designed for the lower-band UWB (2-6 GHz). This design employs eight circularly distributed independent Vivaldi antennas with a common port, electronically controlled by PIN diodes acting as RF switches. Experimental results show that the reconfigurable antenna has a bandwidth of 4 GHz (2-6 GHz), with 5 dB gain in the desired direction and capable of steering over the 360° range.

Electronically-reconfigurable horizontally polarized wide-band planar antenna

Antennas are a necessary and critical component of communications and radar systems, but their inability to adjust to new operating scenarios can sometimes limit the system performance. Reconfigurable antennas capable of radiating in only specific desired directions can ameliorate these restrictions and help to achieve increased functionality in applications like direction finding and beam steering. This paper presents the design simulation, fabrication and measurement of a wide-band, horizontally polarized, direction reconfigurable microstrip antenna operating at 2.45 GHz. The design employs a central horizontally polarized omnidirectional active element surrounded by electronically reconfigurable parasitic microstrip elements, controlled by PIN diodes acting as RF switches. Experimental results show that the reconfigurable antenna has a bandwidth of 40% (2-3 GHz), with 3 dB gain in the desired direction and capable of steering over the 360° range.

Simulation and implementation of a tunable C-band dielectric resonator oscillator

Microwave sources used in present day applications are either multiplied source derived from basic quartz crystals, or frequency synthesizers. The frequency multiplication method increases FM noise power considerably, and has very low efficiency in addition to being very complex and expensive. The complexity and cost involved demands a simple, compact and tunable microwave source. A tunable dielectric resonator oscillator(DRO) is an ideal choice for such applications. In this paper, the simulation, design and realization of a tunable DRO with a center frequency of 6250 MHz is presented. Simulation has been carried out on HP-Ees of CAD software. Mechanical and electronic tuning features are provided. The DRO operates over a frequency range of 6235 MHz to 6375 MHz. The output power is +5.33 dBm at centre frequency. The performance of the DRO is as per design with respect to phase noise, harmonic levels and tunability. and hence, can conveniently be used for the intended applications.

Julkisen tilan kontrollin ulottuvuuksia : tapaustutkimus Stop Töhryille -projektista.

Tämä tutkielma keskittyy julkisen kaupunkitilan kontrollin eri muotoihin. Ihmiset käyttävät kaupunkitilaa eri tavoin ja eri tarkoituksiin. Tilan sallitut ja kielletyt käyttömuodot ovat aina erilaisten toiveiden yhteensovittamista: yhteisen neuvottelun tulos. Tilaa myös kontrolloidaan vastaamaan erilaisia toiveita ja odotuksia. Tutkielmassa julkisen tilan kontrollin muodot on jaettu kolmeen: tilan fyysinen muokkaaminen, tilan valvonta ja asenteisiin vaikuttaminen esimerkiksi politiikkaohjelmilla. Tärkeimpänä kiinnostuksen kohteena on tilanne, jossa jokin toiminta kielletään kokonaisuudessaan. Tutkielmassa käytetään konkreettisena esimerkkinä yrityksestä kontrolloida tilaa Helsingin kaupungin Stop Töhryille -projektia: kyseessä on tapaustutkimus em. projektista. Projekti toteutettiin vuosina 1998–2008 Helsingin kaupungin rakennusviraston sekä yleisten töiden lautakunnan alaisuudessa. Projektin tavoitteena oli vähentää ja poistaa kaupunkitilassa näkyviä graffiteja. Keinoina tähän oli tekninen siivous, valvonta ja viestintä. Graffitit voidaan nähdä yhtenä keinona vallata tilaa itselle. Tutkimuksen ongelmanasettelun taustalla on pohdinta siitä, kohdistuuko julkisen tilan kontrolli jonkin tietyn toiminnon ei-toivottavuuteen vai kohdistuuko kontrolli tiettyjen toimijoiden ei-toivottavuuteen. Tavoitteena on selvittää, minkälainen tilan kontrolliin tähtäävä ohjelma Stop Töhryille -projekti oli. Tutkimuskysymykset liittyvät siihen, miksi projekti toteutettiin, mihin projektin toimenpiteet kohdistuivat ja miten nollatoleranssi määriteltiin projektissa. Tutkielman teoreettinen viitekehys pohjautuu Jock Youngin määritelmälle nollatoleranssista, nollatoleranssin kritiikille sekä Henri Lefebvren, Don Mitchellin, Andrea Sharkeyn ja Rob Shieldsin kirjoituksiin oikeudesta tilaan. Aineistona käytetään yleisten töiden lautakunnan kokousten esityslista- ja pöytäkirjamateriaalia sekä haastatteluja projektissa mukana olleille tai projektiin vaikuttaneille tahoille (N=4). Analyysin menetelmänä sovelletaan diskurssianalyysiä. Aineiston perusteella voidaan todeta, että projektissa hyödynnettiin laajasti erilaisia kontrollin keinoja. Projektin toimenpiteet keskittyivät alussa enemmän toimintoon (graffitien puhdistamiseen ja ehkäisyyn), mutta viimeisinä vuosina painopiste siirtyi enemmän toimijaan (graffitintekijään). Aineiston analyysissä yhtenä olennaisena toimijaryhmänä esille nousivat nuoret ja nuoriso, jotka mainittiin useaan otteeseen graffitintekijöinä. Tutkielmassa tätä ilmiötä pohditaan Mike Presdeen nuoruuden kriminalisointi -käsitteen sekä Zygmunt Baumanin ulossulkemisen paradigman kautta. Nollatoleranssiretoriikka on löydettävissä projektista kolmella tasolla: ideologisella, toiminnallisella sekä viestinnällisellä. Nollatoleranssia perusteltiin ideologisella tasolla rikottujen ikkunoiden teesillä: pieniä sosiaalisia häiriöitä poistamalla voidaan ehkäistä suuria rikoksia. Tämä perustelu vietiin toiminnalliselle tasolle, jossa häiriökäyttäytyjiä valvottiin ja heille vaadittiin kovia rangaistuksia. Viestinnällä pyrittiin madaltamaan kansalaisten sietokykyä graffiti-ilmiöön ja edesautettiin mahdollisimman laajan kansalais- ja asukasyhteistyön syntymistä. Lisäksi projektissa luotiin aktiivisesti tiedon ja kielen politiikkaa, joissa tuotetaan käsitystä siitä että graffitit lisäävät turvattomuutta ja konstruoidaan sellainen kieli, jossa graffitit nähdään ongelmana.

Infrared spectra of substituted benzoyl chlorides and benzoyl bromides. Explanation of the anomalous carbonyl band-splittings

Infrared spectra of substituted benzoyl chlorides and benzoyl bromides have been studied. The extent of splitting of the carbonyl band in benzoyl chlorides varies with substitution. While benzoyl bromide shows the carbonyl band as a single peak, para-nitrobenzoyl bromide shows a doublet. The results are interpreted in terms of intramolecular vibration effects (Fermi resonance). The intense band in the 860–880 cm−1 region in benzoyl chloride and benzoyl bromide has been assigned to the Ph-C stretching vibration.

Response of nonlinear systems to narrow-band excitation

The hardening cubic spring oscillator is studied under narrow-band gaussian excitation. Equivalent linearization leads to multiple steady states. The realizability of the solution is discussed through stochastic stability analysis. Theoretical results are supported by numerical simulation.

Modified linear prediction method for directions of arrival estimation of narrow-band plane waves

A modified linear prediction (MLP) method is proposed in which the reference sensor is optimally located on the extended line of the array. The criterion of optimality is the minimization of the prediction error power, where the prediction error is defined as the difference between the reference sensor and the weighted array outputs. It is shown that the L2-norm of the least-squares array weights attains a minimum value for the optimum spacing of the reference sensor, subject to some soft constraint on signal-to-noise ratio (SNR). How this minimum norm property can be used for finding the optimum spacing of the reference sensor is described. The performance of the MLP method is studied and compared with that of the linear prediction (LP) method using resolution, detection bias, and variance as the performance measures. The study reveals that the MLP method performs much better than the LP technique.

External Bias Dependent Direct To Indirect Band Gap Transition in Graphene Nanoribbon

In this work, using self-consistent tight-binding calculations. for the first time, we show that a direct to indirect band gap transition is possible in an armchair graphene nanoribbon by the application of an external bias along the width of the ribbon, opening up the possibility of new device applications. With the help of the Dirac equation, we qualitatively explain this band gap transition using the asymmetry in the spatial distribution of the perturbation potential produced inside the nanoribbon by the external bias. This is followed by the verification of the band gap trends with a numerical technique using Magnus expansion of matrix exponentials. Finally, we show that the carrier effective masses possess tunable sharp characters in the vicinity of the band gap transition points.

Broad-Band Coupling of High-Q Resonant Loads

Considering the method of broad-band coupling a series resonant RLC load to a resistive source using a uniform quarter-wave transmission-line inverter, it is shown that the 3-dB bandwidth of the network insertion loss reckoned with respect to a 0-dB loss attains a maximum for a particular value of the center frequency insertion loss in the range 0-3 dB. The center frequency Ioss and the corresponding value of the maximum 3-dB bandwidth are calculated for various loads and the results graphically presented.

Julkisen tilan kontrollin ulottuvuuksia. Tapaustutkimus Stop Töhryille -projektista.

Tämä tutkielma keskittyy julkisen kaupunkitilan kontrollin eri muotoihin. Ihmiset käyttävät kaupunkitilaa eri tavoin ja eri tarkoituksiin. Tilan sallitut ja kielletyt käyttömuodot ovat aina erilaisten toiveiden yhteensovittamista: yhteisen neuvottelun tulos. Tilaa myös kontrolloidaan vastaamaan erilaisia toiveita ja odotuksia. Tutkielmassa julkisen tilan kontrollin muodot on jaettu kolmeen: tilan fyysinen muokkaaminen, tilan valvonta ja asenteisiin vaikuttaminen esimerkiksi politiikkaohjelmilla. Tärkeimpänä kiinnostuksen kohteena on tilanne, jossa jokin toiminta kielletään kokonaisuudessaan. Tutkielmassa käytetään konkreettisena esimerkkinä yrityksestä kontrolloida tilaa Helsingin kaupungin Stop Töhryille -projektia: kyseessä on tapaustutkimus em. projektista. Projekti toteutettiin vuosina 1998–2008 Helsingin kaupungin rakennusviraston sekä yleisten töiden lautakunnan alaisuudessa. Projektin tavoitteena oli vähentää ja poistaa kaupunkitilassa näkyviä graffiteja. Keinoina tähän oli tekninen siivous, valvonta ja viestintä. Graffitit voidaan nähdä yhtenä keinona vallata tilaa itselle. Tutkimuksen ongelmanasettelun taustalla on pohdinta siitä, kohdistuuko julkisen tilan kontrolli jonkin tietyn toiminnon ei-toivottavuuteen vai kohdistuuko kontrolli tiettyjen toimijoiden ei-toivottavuuteen. Tavoitteena on selvittää, minkälainen tilan kontrolliin tähtäävä ohjelma Stop Töhryille -projekti oli. Tutkimuskysymykset liittyvät siihen, miksi projekti toteutettiin, mihin projektin toimenpiteet kohdistuivat ja miten nollatoleranssi määriteltiin projektissa. Tutkielman teoreettinen viitekehys pohjautuu Jock Youngin määritelmälle nollatoleranssista, nollatoleranssin kritiikille sekä Henri Lefebvren, Don Mitchellin, Andrea Sharkeyn ja Rob Shieldsin kirjoituksiin oikeudesta tilaan. Aineistona käytetään yleisten töiden lautakunnan kokousten esityslista- ja pöytäkirjamateriaalia sekä haastatteluja projektissa mukana olleille tai projektiin vaikuttaneille tahoille (N=4). Analyysin menetelmänä sovelletaan diskurssianalyysiä. Aineiston perusteella voidaan todeta, että projektissa hyödynnettiin laajasti erilaisia kontrollin keinoja. Projektin toimenpiteet keskittyivät alussa enemmän toimintoon (graffitien puhdistamiseen ja ehkäisyyn), mutta viimeisinä vuosina painopiste siirtyi enemmän toimijaan (graffitintekijään). Aineiston analyysissä yhtenä olennaisena toimijaryhmänä esille nousivat nuoret ja nuoriso, jotka mainittiin useaan otteeseen graffitintekijöinä. Tutkielmassa tätä ilmiötä pohditaan Mike Presdeen nuoruuden kriminalisointi -käsitteen sekä Zygmunt Baumanin ulossulkemisen paradigman kautta. Nollatoleranssiretoriikka on löydettävissä projektista kolmella tasolla: ideologisella, toiminnallisella sekä viestinnällisellä. Nollatoleranssia perusteltiin ideologisella tasolla rikottujen ikkunoiden teesillä: pieniä sosiaalisia häiriöitä poistamalla voidaan ehkäistä suuria rikoksia. Tämä perustelu vietiin toiminnalliselle tasolle, jossa häiriökäyttäytyjiä valvottiin ja heille vaadittiin kovia rangaistuksia. Viestinnällä pyrittiin madaltamaan kansalaisten sietokykyä graffiti-ilmiöön ja edesautettiin mahdollisimman laajan kansalais- ja asukasyhteistyön syntymistä. Lisäksi projektissa luotiin aktiivisesti tiedon ja kielen politiikkaa, joissa tuotetaan käsitystä siitä että graffitit lisäävät turvattomuutta ja konstruoidaan sellainen kieli, jossa graffitit nähdään ongelmana.

Q-band beam waveguide

A report of the design, development ana periom~ance characteristics of a Q-band (8 nim) confoal. mned, aielectric lens beam waveguide is presented.