2. MTM-TL ning antenna tizimlarida qo'llanilishi
Ushbu bo'lim sun'iy metamaterial TL'larga va ularning eng keng tarqalgan va tegishli ilovalariga qaratiladi, ular arzon narxlardagi, oson ishlab chiqarish, miniatyuralashtirish, keng tarmoqli kengligi, yuqori daromad va samaradorlik, keng skanerlash qobiliyati va past profilli turli xil antenna tuzilmalarini amalga oshirish uchun mo'ljallangan. Ular quyida muhokama qilinadi.
1. Keng polosali va ko'p chastotali antennalar
Uzunligi l bo'lgan odatiy TLda, burchak chastotasi ō0 berilganda, uzatish liniyasining elektr uzunligi (yoki fazasi) quyidagicha hisoblanishi mumkin:
Bu erda vp uzatish liniyasining faza tezligini ifodalaydi. Yuqoridagilardan ko'rinib turibdiki, tarmoqli kengligi chastotaga nisbatan ph ning hosilasi bo'lgan guruh kechikishiga yaqindan mos keladi. Shuning uchun, uzatish liniyasi uzunligi qisqargan sari, tarmoqli kengligi ham kengayadi. Boshqacha qilib aytganda, tarmoqli kengligi va dizaynga xos bo'lgan uzatish liniyasining asosiy bosqichi o'rtasida teskari bog'liqlik mavjud. Bu shuni ko'rsatadiki, an'anaviy taqsimlangan sxemalarda ishlaydigan tarmoqli kengligi nazorat qilish oson emas. Bu erkinlik darajasi bo'yicha an'anaviy uzatish liniyalarining cheklovlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, yuklash elementlari metamaterial TLlarda qo'shimcha parametrlardan foydalanishga imkon beradi va faza javobini ma'lum darajada nazorat qilish mumkin. O'tkazish qobiliyatini oshirish uchun dispersiya xususiyatlarining ish chastotasi yaqinida shunga o'xshash nishab bo'lishi kerak. Sun'iy metamaterial TL bu maqsadga erishishi mumkin. Ushbu yondashuvga asoslanib, maqolada antennalarning tarmoqli kengligini oshirishning ko'plab usullari taklif etiladi. Olimlar ajratilgan halqali rezonatorlar bilan yuklangan ikkita keng polosali antennalarni loyihalashtirdilar va ishlab chiqdilar (7-rasmga qarang). 7-rasmda ko'rsatilgan natijalar shuni ko'rsatadiki, ajratilgan halqali rezonatorni an'anaviy monopol antenna bilan yuklagandan so'ng, past rezonans chastotasi rejimi qo'zg'aladi. Split halqali rezonatorning o'lchami monopol antennaga yaqin rezonansga erishish uchun optimallashtirilgan. Natijalar shuni ko'rsatadiki, ikkita rezonans mos kelganda, antennaning tarmoqli kengligi va radiatsiyaviy xarakteristikalari ortadi. Monopol antennaning uzunligi va kengligi mos ravishda 0,25l0×0,11l0 va 0,25l0×0,21l0 (4 gigagertsli) ni tashkil qiladi va ajratilgan halqali rezonator bilan yuklangan monopol antennaning uzunligi va kengligi 0,29l0×0,219GHz (0,29l0×0,219GHz) ni tashkil qiladi. ), mos ravishda. An'anaviy F shaklidagi antenna va ajratilgan halqa rezonatori bo'lmagan T shaklidagi antenna uchun 5 gigagertsli diapazonda o'lchanadigan eng yuqori daromad va radiatsiya samaradorligi mos ravishda 3,6 dBi - 78,5% va 3,9 dBi - 80,2% ni tashkil qiladi. Split halqali rezonator bilan yuklangan antenna uchun bu parametrlar 6 gigagertsli diapazonda mos ravishda 4dBi - 81,2% va 4,4dBi - 83% ni tashkil qiladi. Monopol antennaga mos yuk sifatida ajratilgan halqali rezonatorni qo'llash orqali 2,9 gigagertsli ~ 6,41 gigagertsli va 2,6 gigagertsli ~ 6,6 gigagertsli diapazonlarni qo'llab-quvvatlash mumkin, bu mos ravishda 75,4% va ~87% fraksiyonel tarmoqli kengligiga mos keladi. Ushbu natijalar shuni ko'rsatadiki, o'lchash tarmoqli kengligi taxminan belgilangan o'lchamdagi an'anaviy monopol antennalarga nisbatan taxminan 2,4 marta va 2,11 marta yaxshilanadi.
Shakl 7. Split-ring rezonatorlari bilan yuklangan ikkita keng polosali antenna.
8-rasmda ko'rsatilganidek, ixcham bosilgan monopol antennaning eksperimental natijalari ko'rsatilgan. S11≤- 10 dB bo'lganda, ish o'tkazish qobiliyati 185% (0,115-2,90 GHz) va 1,45 gigagertsli chastotada eng yuqori daromad va radiatsiya samaradorligi mos ravishda 2,35 dBi va 78,8% ni tashkil qiladi. Antennaning joylashuvi egri chiziqli quvvat ajratgich bilan oziqlanadigan orqaga qarab uchburchak varaq tuzilishiga o'xshaydi. Kesilgan GND oziqlantiruvchi ostida joylashgan markaziy stubni o'z ichiga oladi va uning atrofida to'rtta ochiq rezonansli halqalar taqsimlanadi, bu antennaning tarmoqli kengligini kengaytiradi. Antenna deyarli ko'p yo'nalishda tarqalib, VHF va S diapazonlarining ko'p qismini va barcha UHF va L diapazonlarini qamrab oladi. Antennaning jismoniy hajmi 48,32×43,72×0,8 mm3, elektr o‘lchami esa 0,235x0,211l0×0,003l0 ni tashkil qiladi. U kichik o'lchamli va arzon narxlardagi afzalliklarga ega va keng polosali simsiz aloqa tizimlarida potentsial qo'llash istiqbollariga ega.
8-rasm: Split halqali rezonator bilan yuklangan monopol antenna.
9-rasmda ikkita kanal orqali kesilgan T shaklidagi tuproq tekisligiga erga ulangan ikki juft o'zaro bog'langan meander simli halqalardan tashkil topgan planar antenna tuzilishi ko'rsatilgan. Antennaning o'lchami 38,5 × 36,6 mm2 (0,070l0 × 0,067l0), bu erda l0 - 0,55 gigagertsli bo'sh joy to'lqin uzunligi. Antenna 0,55 ~ 3,85 gigagertsli chastota diapazonida E-tekisligida hamma yo'nalishda tarqaladi, 2,35 gigagertsli chastotada maksimal daromad 5,5 dBi va samaradorlik 90,1% ni tashkil qiladi. Bu xususiyatlar taklif etilayotgan antennani turli ilovalar, jumladan UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi va Bluetooth uchun mos qiladi.
9-rasm Taklif etilgan planar antenna tuzilishi.
2. Oqish to‘lqinli antenna (LWA)
Yangi oqadigan to'lqin antennasi sun'iy metamaterial TLni amalga oshirish uchun asosiy ilovalardan biridir. Oqish to'lqinli antennalar uchun faza konstantasi b ning nurlanish burchagi (thm) va maksimal nur kengligi (Dh) ga ta'siri quyidagicha:
L - antenna uzunligi, k0 - bo'sh joydagi to'lqinlar soni va l0 - bo'sh joydagi to'lqin uzunligi. E'tibor bering, nurlanish faqat |b|
3. Nolinchi tartibli rezonatorli antenna
CRLH metamaterialining o'ziga xos xususiyati shundaki, chastota nolga teng bo'lmaganda b 0 bo'lishi mumkin. Ushbu xususiyatga asoslanib, yangi nol tartibli rezonator (ZOR) yaratilishi mumkin. b nolga teng bo'lsa, butun rezonatorda faza siljishi sodir bo'lmaydi. Buning sababi shundaki, fazalar almashinuvi doimiysi ph = - bd = 0. Bundan tashqari, rezonans faqat reaktiv yukga bog'liq va strukturaning uzunligiga bog'liq emas. 10-rasmda taklif qilingan antenna E-shaklidagi ikki va uchta birliklarni qo'llash orqali ishlab chiqarilganligini ko'rsatadi va umumiy o'lchami mos ravishda 0,017l0 × 0,006l0 × 0,001l0 va 0,028l0 × 0,008l0 × 0,001l0 ni tashkil qiladi. mos ravishda 500 MGts va 650 MGts ish chastotalarida bo'sh joy. Antenna 0,5-1,35 gigagertsli (0,85 gigagertsli) va 0,65-1,85 gigagertsli (1,2 gigagertsli) chastotalarda ishlaydi, nisbiy tarmoqli kengligi 91,9% va 96,0%. Kichik o'lchamli va keng tarmoqli kengligi xususiyatlariga qo'shimcha ravishda, birinchi va ikkinchi antennalarning daromadi va samaradorligi mos ravishda 5,3dBi va 85% (1GHz) va 5,7dBi va 90% (1,4GHz) ni tashkil qiladi.
10-rasm. Tavsiya etilgan ikki-E va uch-E antenna tuzilmalari.
4. Slot antenna
CRLH-MTM antennasining diafragmasini kengaytirish uchun oddiy usul taklif qilingan, ammo uning antenna o'lchami deyarli o'zgarmagan. 11-rasmda ko'rsatilganidek, antenna bir-birining ustiga vertikal ravishda joylashtirilgan CRLH birliklarini o'z ichiga oladi, ular yamoqlar va meander chiziqlarini o'z ichiga oladi va yamoq ustida S shaklidagi uyasi mavjud. Antenna CPW mos keladigan stend bilan oziqlanadi va uning o'lchami 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm bo'lib, 0,204l0×0,375l0×0,018l0 ga to'g'ri keladi, bu erda l0 (3,5 GHz) bo'sh joyning to'lqin uzunligini bildiradi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, antenna 0,85-7,90 gigagertsli chastota diapazonida ishlaydi va uning ish o'tkazish qobiliyati 161,14% ni tashkil qiladi. Antennaning eng yuqori radiatsiya daromadi va samaradorligi 3,5 gigagertsli chastotada ko'rinadi, bu mos ravishda 5,12 dBi va ~ 80% ni tashkil qiladi.
11-rasm. Tavsiya etilgan CRLH MTM uyasi antennasi.
Antennalar haqida ko'proq ma'lumot olish uchun tashrif buyuring:
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 30-avgust
