Simsiz qurilmalarning tobora ommalashib borishi bilan ma'lumotlar xizmatlari tez rivojlanishning yangi davriga kirdi, bu ma'lumotlar xizmatlarining portlovchi o'sishi deb ham ataladi. Hozirgi vaqtda juda ko'p sonli ilovalar asta-sekin kompyuterlardan real vaqt rejimida olib yurish va boshqarish oson bo'lgan mobil telefonlar kabi simsiz qurilmalarga o'tmoqda, ammo bu holat ma'lumotlar trafigining tez o'sishiga va tarmoqli kengligi resurslarining etishmasligiga olib keldi. . Statistikaga ko'ra, bozorda ma'lumotlar uzatish tezligi keyingi 10-15 yil ichida Gbit / s yoki hatto Tbit / s ga yetishi mumkin. Hozirgi vaqtda THz aloqasi Gbit / s ma'lumotlar tezligiga yetdi, Tbps ma'lumotlar tezligi esa hali rivojlanishning dastlabki bosqichida. Tegishli maqolada TGts diapazoniga asoslangan Gbit / s ma'lumotlar tezligidagi so'nggi yutuqlar ro'yxati keltirilgan va Tbit / s ni polarizatsiya multipleksatsiyasi orqali olish mumkinligini taxmin qiladi. Shu sababli, ma'lumotlarni uzatish tezligini oshirish uchun mumkin bo'lgan yechim mikroto'lqinlar va infraqizil nurlar orasidagi "bo'sh maydon"da joylashgan terahertz diapazoni bo'lgan yangi chastota diapazoni ishlab chiqishdir. 2019 yilda XEI Jahon radioaloqa konferensiyasida (WRC-19) statsionar va quruqlikdagi mobil aloqa xizmatlari uchun 275-450 GGts chastota diapazoni qo'llanildi. Terahertz simsiz aloqa tizimlari ko'plab tadqiqotchilarning e'tiborini tortganini ko'rish mumkin.
Terahertz elektromagnit to'lqinlari odatda to'lqin uzunligi 0,03-3 mm bo'lgan 0,1-10 THz (1 THz = 1012 Gts) chastota diapazoni sifatida belgilanadi. IEEE standartiga ko'ra, terahertz to'lqinlari 0,3-10 THz sifatida aniqlanadi. 1-rasmda terahertz chastota diapazoni mikroto'lqinlar va infraqizil nurlar o'rtasida ekanligini ko'rsatadi.
1-rasm THz chastota diapazonining sxematik diagrammasi.
Terahertz antennalarini ishlab chiqish
Terahertz tadqiqoti 19-asrda boshlangan boʻlsa-da, oʻsha davrda mustaqil soha sifatida oʻrganilmagan. Terahertz nurlanishi bo'yicha tadqiqotlar asosan uzoq infraqizil diapazonga qaratilgan. Faqat 20-asrning o'rtalari va oxirigacha tadqiqotchilar terahertz diapazoniga millimetr to'lqinlarini tadqiq qilishni va maxsus terahertz texnologiyasi tadqiqotlarini o'tkazishni boshladilar.
1980-yillarda teragerts nurlanish manbalarining paydo bo'lishi teragerts to'lqinlarini amaliy tizimlarda qo'llash imkonini berdi. 21-asrdan boshlab simsiz aloqa texnologiyasi jadal rivojlandi va odamlarning axborotga bo'lgan talabi va aloqa uskunalarining ko'payishi aloqa ma'lumotlarini uzatish tezligiga yanada qattiqroq talablarni qo'ydi. Shu sababli, kelajakdagi aloqa texnologiyasining muammolaridan biri bitta joyda sekundiga gigabitlik yuqori ma'lumotlar tezligida ishlashdir. Hozirgi iqtisodiy rivojlanish sharoitida spektr resurslari tobora kamayib bormoqda. Biroq, insonning aloqa qobiliyati va tezligiga bo'lgan talablari cheksizdir. Spektrning tiqilib qolishi muammosi uchun ko'plab kompaniyalar fazoviy multiplekslash orqali spektr samaradorligini va tizim imkoniyatlarini yaxshilash uchun ko'p kirishli ko'p chiqish (MIMO) texnologiyasidan foydalanadilar. 5G tarmoqlarining rivojlanishi bilan har bir foydalanuvchining maʼlumotlarga ulanish tezligi Gbit/s dan oshadi va tayanch stansiyalarning maʼlumotlar trafigi ham sezilarli darajada oshadi. An'anaviy millimetrli to'lqinli aloqa tizimlari uchun mikroto'lqinli havolalar bu ulkan ma'lumotlar oqimlarini boshqara olmaydi. Bundan tashqari, ko'rish chizig'ining ta'siri tufayli infraqizil aloqaning uzatish masofasi qisqa va uning aloqa uskunasining joylashishi aniq. Shuning uchun mikroto'lqinlar va infraqizil o'rtasida joylashgan THz to'lqinlari THz havolalari yordamida yuqori tezlikdagi aloqa tizimlarini qurish va ma'lumotlarni uzatish tezligini oshirish uchun ishlatilishi mumkin.
Terahertz to'lqinlari kengroq aloqa o'tkazish qobiliyatini ta'minlashi mumkin va uning chastota diapazoni mobil aloqadan taxminan 1000 baravar ko'p. Shu sababli, ultra yuqori tezlikdagi simsiz aloqa tizimlarini qurish uchun THz dan foydalanish ko'plab tadqiqot guruhlari va sohalarning qiziqishini uyg'otgan yuqori ma'lumotlar tezligi muammosiga istiqbolli yechimdir. 2017-yil sentabr oyida IEEE 802.15.3d-2017 birinchi THz simsiz aloqa standarti chiqarildi, u 252-325 GGts past TGs chastota diapazonida nuqtadan nuqtaga ma'lumotlar almashinuvini belgilaydi. Bog'lanishning muqobil jismoniy qatlami (PHY) turli tarmoqli kengligida 100 Gbit / s gacha ma'lumot uzatish tezligiga erishishi mumkin.
Birinchi muvaffaqiyatli 0,12 THz TGs aloqa tizimi 2004 yilda tashkil etilgan va 0,3 TGs chastotali aloqa tizimi 2013 yilda amalga oshirilgan. 1-jadvalda 2004 yildan 2013 yilgacha Yaponiyada terahertz aloqa tizimlarini tadqiq qilish jarayoni keltirilgan.
1-jadval 2004 yildan 2013 yilgacha Yaponiyada terahertz aloqa tizimlarini tadqiq qilish jarayoni
2004 yilda ishlab chiqilgan aloqa tizimining antenna tuzilishi 2005 yilda Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) tomonidan batafsil tavsiflangan. Antenna konfiguratsiyasi 2-rasmda ko'rsatilganidek, ikkita holatda kiritilgan.
2-rasm Yaponiyaning NTT 120 gigagertsli simsiz aloqa tizimining sxematik diagrammasi
Tizim fotoelektrik konversiya va antennani birlashtiradi va ikkita ish rejimini qabul qiladi:
1. Yaqin masofali ichki muhitda, bino ichida ishlatiladigan planar antenna uzatuvchisi 2-rasmda ko'rsatilganidek, bitta chiziqli fotodiod (UTC-PD) chipi, planar slot antennasi va silikon linzalardan iborat.
2. Uzoq masofali tashqi muhitda katta uzatish yo'qotilishi va detektorning past sezgirligi ta'sirini yaxshilash uchun transmitter antennasi yuqori daromadga ega bo'lishi kerak. Mavjud terahertz antennasi 50 dBi dan ortiq daromadli Gauss optik linzalaridan foydalanadi. Besleme shoxi va dielektrik linzalar birikmasi 2 (b)-rasmda ko'rsatilgan.
2012-yilda NTT 0,12 Gts chastotali aloqa tizimini ishlab chiqishdan tashqari, 0,3 Gts chastotali aloqa tizimini ham ishlab chiqdi. Uzluksiz optimallashtirish orqali uzatish tezligi 100 Gbit/s ga yetishi mumkin. 1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, u teragerts aloqasining rivojlanishiga katta hissa qo'shgan. Shu bilan birga, hozirgi tadqiqot ishida past ish chastotasi, katta hajm va yuqori narxning kamchiliklari mavjud.
Hozirda ishlatiladigan terahertz antennalarining aksariyati millimetrli to'lqinli antennalardan o'zgartirilgan va terahertz antennalarida juda oz yangilik mavjud. Shuning uchun, terahertz aloqa tizimlarining ish faoliyatini yaxshilash uchun terahertz antennalarini optimallashtirish muhim vazifadir. 2-jadvalda nemis THz aloqasini tadqiq qilish jarayoni keltirilgan. Shakl 3 (a) fotonika va elektronikani birlashtirgan THz simsiz aloqa tizimini ko'rsatadi. Shakl 3 (b) shamol tunnelini sinovdan o'tkazish sahnasini ko'rsatadi. Germaniyadagi hozirgi tadqiqot holatidan kelib chiqadigan bo'lsak, uning tadqiqotlari va ishlanmalari ham past ish chastotasi, yuqori narx va past samaradorlik kabi kamchiliklarga ega.
2-jadval. Germaniyada THz aloqasini tadqiq qilish jarayoni
Shakl 3 Shamol tunnelining sinov sahnasi
CSIRO AKT markazi, shuningdek, THz yopiq simsiz aloqa tizimlari bo'yicha tadqiqotlarni boshladi. Markaz 4-rasmda ko'rsatilganidek, yil va aloqa chastotasi o'rtasidagi munosabatni o'rgandi. 4-rasmdan ko'rinib turibdiki, 2020 yilga kelib simsiz aloqa bo'yicha tadqiqotlar THz diapazoniga intiladi. Radio spektridan foydalangan holda maksimal aloqa chastotasi har yigirma yilda taxminan o'n barobar ortadi. Markaz THz antennalariga qo'yiladigan talablar bo'yicha tavsiyalar berdi va THz aloqa tizimlari uchun shoxlar va linzalar kabi an'anaviy antennalarni taklif qildi. 5-rasmda ko'rsatilganidek, ikkita shoxli antennalar mos ravishda 0,84 THz va 1,7 THz chastotalarida ishlaydi, oddiy tuzilish va yaxshi Gauss nurlarining ishlashi.
4-rasm Yil va chastota o'rtasidagi bog'liqlik
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
5-rasm Ikki turdagi shoxli antennalar
Qo'shma Shtatlar teragerts to'lqinlarini chiqarish va aniqlash bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlar olib bordi. Mashhur teragerts tadqiqot laboratoriyalari orasida Jet Propulsion Laboratory (JPL), Stenford Lineer Accelerator Center (SLAC), AQSh Milliy Laboratoriyasi (LLNL), Milliy Aeronavtika va Koinot Boshqarmasi (NASA), Milliy Fan Jamg'armasi (NSF) va boshqalar kiradi. Terahertz ilovalari uchun yangi terahertz antennalari ishlab chiqilgan, masalan, kamonli antennalar va chastotali nurli boshqaruv antennalari. Terahertz antennalarining rivojlanishiga ko'ra, biz hozirda 6-rasmda ko'rsatilganidek, terahertz antennalari uchun uchta asosiy dizayn g'oyasini olishimiz mumkin.
Shakl 6 Terahertz antennalari uchun uchta asosiy dizayn g'oyasi
Yuqoridagi tahlil shuni ko'rsatadiki, ko'plab mamlakatlar terahertz antennalariga katta e'tibor qaratgan bo'lsa-da, u hali ham dastlabki kashfiyot va rivojlanish bosqichida. Yuqori tarqalish yo'qotilishi va molekulyar yutilish tufayli THz antennalari odatda uzatish masofasi va qamrovi bilan cheklanadi. Ba'zi tadqiqotlar THz diapazonidagi past ish chastotalariga e'tibor beradi. Mavjud terahertz antenna tadqiqotlari asosan dielektrik linzali antennalar va boshqalarni qo'llash orqali daromadni yaxshilashga va tegishli algoritmlardan foydalangan holda aloqa samaradorligini oshirishga qaratilgan. Bundan tashqari, terahertz antennalarini qadoqlash samaradorligini qanday oshirish ham juda dolzarb masala.
Umumiy THz antennalari
TGs antennalarining ko'p turlari mavjud: konusning bo'shliqlari bo'lgan dipol antennalar, burchak reflektor massivlari, kamonli dipollar, dielektrik linzali planar antennalar, THz nurlanish manbalarini yaratish uchun foto o'tkazuvchan antennalar, shoxli antennalar, grafen materiallariga asoslangan THz antennalari va boshqalar. THz antennalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan materiallar, ular taxminan metall antennalarga (asosan shoxli antennalar), dielektrik antennalarga (linzali antennalar) va yangi material antennalariga bo'linishi mumkin. Ushbu bo'lim birinchi navbatda ushbu antennalarning dastlabki tahlilini beradi, so'ngra keyingi bo'limda beshta tipik THz antennalari batafsil tanishtiriladi va chuqur tahlil qilinadi.
1. Metall antennalar
Shox antenna THz diapazonida ishlash uchun mo'ljallangan odatiy metall antennadir. Klassik millimetrli to'lqin qabul qiluvchining antennasi konusning shoxidir. Gofrirovka qilingan va ikki rejimli antennalar juda ko'p afzalliklarga ega, ular orasida aylanadigan simmetrik radiatsiya naqshlari, 20 dan 30 dBi gacha bo'lgan yuqori daromad va past o'zaro qutblanish darajasi -30 dB va ulanish samaradorligi 97% dan 98% gacha. Ikki shoxli antennaning mavjud tarmoqli kengligi mos ravishda 30% -40% va 6% -8% ni tashkil qiladi.
Terahertz to'lqinlarining chastotasi juda yuqori bo'lganligi sababli, shox antennasining o'lchami juda kichik, bu shoxni qayta ishlashni juda qiyinlashtiradi, ayniqsa antenna massivlarini loyihalashda va ishlov berish texnologiyasining murakkabligi haddan tashqari xarajatga olib keladi va cheklangan ishlab chiqarish. Murakkab shox konstruktsiyasining pastki qismini ishlab chiqarishdagi qiyinchilik tufayli, odatda konusning yoki konusning shox shaklidagi oddiy shoxli antenna ishlatiladi, bu esa xarajatlarni va jarayonning murakkabligini kamaytirishi mumkin va antennaning radiatsiyaviy ishlashi saqlanishi mumkin. yaxshi.
Yana bir metall antenna 7-rasmda ko'rsatilganidek, 1,2 mikronli dielektrik plyonkaga o'rnatilgan va bo'ylama bo'shliqqa osilgan harakatlanuvchi to'lqinli antennadan iborat bo'lgan harakatlanuvchi to'lqin piramidasi antennasidir. Bu antenna ochiq konstruktsiyadir. Schottky diodlari bilan mos keladi. Nisbatan oddiy tuzilishi va past ishlab chiqarish talablari tufayli u odatda 0,6 THz dan yuqori chastota diapazonlarida ishlatilishi mumkin. Biroq, antennaning sidelobe darajasi va o'zaro qutblanish darajasi yuqori, ehtimol uning ochiq tuzilishi tufayli. Shuning uchun uning ulanish samaradorligi nisbatan past (taxminan 50%).
7-rasm Sayohat qiluvchi to'lqinli piramidal antenna
2. Dielektrik antenna
Dielektrik antenna dielektrik substrat va antenna radiatorining birikmasidir. To'g'ri dizayn orqali dielektrik antenna detektor bilan impedansga mos kelishi mumkin va oddiy jarayon, oson integratsiya va arzon narxlardagi afzalliklarga ega. So'nggi yillarda tadqiqotchilar terahertz dielektrik antennalarining past empedansli detektorlariga mos keladigan bir nechta tor va keng polosali yon yong'in antennalarini ishlab chiqdilar: kelebek antenna, ikkita U shaklidagi antenna, log davriy antenna va log-davriy sinusoidal antenna. Shakl 8da ko'rsatilgan. Bundan tashqari, yanada murakkab antenna geometriyalari genetik algoritmlar orqali ishlab chiqilishi mumkin.
8-rasm To'rt turdagi planar antennalar
Biroq, dielektrik antenna dielektrik substrat bilan birlashtirilganligi sababli, chastota THz bandiga moyil bo'lganda, sirt to'lqini ta'siri paydo bo'ladi. Ushbu halokatli kamchilik antennaning ish paytida ko'p energiya yo'qotishiga olib keladi va antennaning radiatsiya samaradorligini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi. 9-rasmda ko'rsatilganidek, antenna nurlanish burchagi kesish burchagidan kattaroq bo'lsa, uning energiyasi dielektrik substratda chegaralanadi va substrat rejimi bilan birlashtiriladi.
9-rasm Antenna sirtining to'lqin effekti
Substratning qalinligi oshishi bilan yuqori tartibli rejimlar soni ortadi va antenna va substrat o'rtasidagi bog'lanish kuchayadi, natijada energiya yo'qoladi. Yuzaki to'lqin effektini zaiflashtirish uchun uchta optimallashtirish sxemasi mavjud:
1) Elektromagnit to'lqinlarning nurlanish xususiyatlaridan foydalangan holda daromadni oshirish uchun antennaga linzalarni yuklang.
2) Elektromagnit to'lqinlarning yuqori tartibli rejimlarini yaratishni bostirish uchun substratning qalinligini kamaytirish.
3) Substrat dielektrik materialini elektromagnit tarmoqli bo'shlig'i (EBG) bilan almashtiring. EBG ning fazoviy filtrlash xususiyatlari yuqori tartibli rejimlarni bostirishi mumkin.
3. Yangi material antennalari
Yuqoridagi ikkita antennadan tashqari, yangi materiallardan tayyorlangan teragerts antennasi ham mavjud. Masalan, 2006 yilda Jin Hao va boshqalar. uglerod nanotubeli dipol antennani taklif qildi. 10 (a)-rasmda ko'rsatilganidek, dipol metall materiallar o'rniga uglerod nanotubalaridan qilingan. U uglerod nanotube dipol antennasining infraqizil va optik xususiyatlarini sinchkovlik bilan o'rganib chiqdi va kirish empedansi, oqim taqsimoti, daromad, samaradorlik va radiatsiya naqshlari kabi chekli uzunlikdagi uglerod nanotube dipol antennasining umumiy xususiyatlarini muhokama qildi. Shakl 10 (b) uglerod nanotube dipol antennasining kirish empedansi va chastotasi o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi. Shakl 10 (b) da ko'rinib turganidek, kirish empedansining xayoliy qismi yuqori chastotalarda bir nechta nolga ega. Bu antennaning turli chastotalarda bir nechta rezonanslarga erishishi mumkinligini ko'rsatadi. Shubhasiz, uglerod nanotube antennasi ma'lum bir chastota diapazonida (pastki THz chastotalar) rezonans ko'rsatadi, ammo bu diapazondan tashqarida rezonanslasha olmaydi.
10-rasm (a) Uglerodli nanotubali dipol antenna. (b) kirish impedans-chastota egri chizig'i
2012-yilda Samir F.Mahmud va Ayed R.AlAjmi ikki dielektrik qatlamga o‘ralgan uglerod nanotubalari to‘plamidan iborat bo‘lgan uglerod nanotubalari asosidagi yangi teragertsli antenna strukturasini taklif qilishdi. Ichki dielektrik qatlam dielektrik ko'pikli qatlam, tashqi dielektrik qatlam esa metamaterial qatlamdir. Muayyan struktura 11-rasmda ko'rsatilgan. Sinov orqali antennaning radiatsiya ko'rsatkichlari bir devorli uglerod nanotubalari bilan solishtirganda yaxshilandi.
11-rasm Uglerodli nanotubalarga asoslangan yangi terahertz antennasi
Yuqorida taklif qilingan yangi material terahertz antennalari asosan uch o'lchamli. Antennaning tarmoqli kengligini yaxshilash va konformal antennalarni yaratish uchun planar grafenli antennalarga keng e'tibor berildi. Grafen mukammal dinamik uzluksiz boshqaruv xususiyatlariga ega va kuchlanish kuchlanishini sozlash orqali sirt plazmasini hosil qilishi mumkin. Yuzaki plazma musbat dielektrik doimiy substratlar (masalan, Si, SiO2 va boshqalar) va manfiy dielektrik doimiy substratlar (qimmatbaho metallar, grafen va boshqalar kabi) o'rtasidagi interfeysda mavjud. Qimmatbaho metallar va grafen kabi o'tkazgichlarda juda ko'p "erkin elektronlar" mavjud. Bu erkin elektronlar plazma deb ham ataladi. Supero'tkazuvchilarga xos bo'lgan potentsial maydon tufayli bu plazmalar barqaror holatda va tashqi dunyo tomonidan bezovtalanmaydi. Ushbu plazmalarga tushayotgan elektromagnit to'lqin energiyasi qo'shilganda, plazma barqaror holatdan chetga chiqadi va tebranadi. Konvertatsiya qilingandan so'ng, elektromagnit rejim interfeysda transvers magnit to'lqin hosil qiladi. Drude modeli bo'yicha metall sirt plazmasining dispersiya munosabatlarining tavsifiga ko'ra, metallar tabiiy ravishda bo'sh kosmosda elektromagnit to'lqinlar bilan birlasha olmaydi va energiyani aylantira olmaydi. Yuzaki plazma to'lqinlarini qo'zg'atish uchun boshqa materiallardan foydalanish kerak. Yuzaki plazma to'lqinlari metall-substrat interfeysining parallel yo'nalishi bo'yicha tez parchalanadi. Metall o'tkazgich sirtga perpendikulyar yo'nalishda o'tkazganda, teri effekti paydo bo'ladi. Shubhasiz, antennaning kichik o'lchami tufayli yuqori chastotali diapazonda teri effekti mavjud bo'lib, bu antennaning ishlashi keskin pasayishiga olib keladi va terahertz antennalari talablariga javob bera olmaydi. Grafenning sirt plazmoni nafaqat yuqori bog'lanish kuchiga va kamroq yo'qotishga ega, balki uzluksiz elektr sozlashni ham qo'llab-quvvatlaydi. Bundan tashqari, grafen teragerts diapazonida murakkab o'tkazuvchanlikka ega. Shuning uchun sekin to'lqin tarqalishi terahertz chastotalarida plazma rejimi bilan bog'liq. Ushbu xususiyatlar grafenning terahertz diapazonidagi metall materiallarni almashtirish imkoniyatini to'liq ko'rsatadi.
Grafen sirt plazmonlarining qutblanish harakatidan kelib chiqqan holda, 12-rasmda tarmoqli antennaning yangi turi ko'rsatilgan va grafendagi plazma to'lqinlarining tarqalish xususiyatlarining tarmoqli shakli taklif qilingan. Sozlanishi mumkin bo'lgan antenna diapazoni dizayni yangi material terahertz antennalarining tarqalish xususiyatlarini o'rganishning yangi usulini taqdim etadi.
12-rasm Yangi chiziqli antenna
Qurilmaning yangi materiali terahertz antenna elementlarini o'rganishdan tashqari, grafen nanopatch terahertz antennalari ham terahertz ko'p kirishli ko'p chiqishli antenna aloqa tizimlarini qurish uchun massivlar sifatida ishlab chiqilishi mumkin. Antenna tuzilishi 13-rasmda ko'rsatilgan. Grafen nanopatch antennalarining o'ziga xos xususiyatlariga asoslanib, antenna elementlari mikron miqyosdagi o'lchamlarga ega. Kimyoviy bug'larning cho'kishi to'g'ridan-to'g'ri yupqa nikel qatlamida turli xil grafen tasvirlarini sintez qiladi va ularni har qanday substratga o'tkazadi. Tegishli miqdordagi komponentlarni tanlash va elektrostatik kuchlanish kuchlanishini o'zgartirish orqali radiatsiya yo'nalishi samarali ravishda o'zgartirilishi mumkin, bu esa tizimni qayta sozlanishi mumkin.
13-rasm Grafen nanopatch terahertz antenna massivi
Yangi materiallarni tadqiq qilish nisbatan yangi yo'nalishdir. Materiallarning innovatsiyasi an'anaviy antennalarning cheklovlaridan o'tib, turli xil yangi antennalarni ishlab chiqishi kutilmoqda, masalan, qayta konfiguratsiya qilinadigan metamateriallar, ikki o'lchovli (2D) materiallar va boshqalar. Biroq, bu turdagi antennalar asosan yangi antennalarning innovatsiyasiga bog'liq. materiallar va jarayon texnologiyasini takomillashtirish. Qanday bo'lmasin, terahertz antennalarini ishlab chiqish uchun terahertz antennalarining yuqori daromadliligi, arzonligi va keng tarmoqli kengligi talablariga javob beradigan innovatsion materiallar, aniq ishlov berish texnologiyasi va yangi dizayn tuzilmalari talab qilinadi.
Quyida uchta turdagi terahertz antennalarining asosiy tamoyillari keltirilgan: metall antennalar, dielektrik antennalar va yangi material antennalari va ularning farqlari, afzalliklari va kamchiliklari tahlil qilinadi.
1. Metall antenna: geometriya oddiy, ishlov berish oson, nisbatan arzon va substrat materiallari uchun past talablar. Biroq, metall antennalar xatolarga moyil bo'lgan antennaning o'rnini sozlash uchun mexanik usuldan foydalanadi. Agar sozlash to'g'ri bo'lmasa, antennaning ishlashi sezilarli darajada kamayadi. Metall antennaning o'lchami kichik bo'lsa-da, uni tekislik sxemasi bilan yig'ish qiyin.
2. Dielektrik antenna: Dielektrik antenna past kirish empedansiga ega, past empedans detektori bilan mos kelishi oson va tekislik zanjiri bilan ulanishi nisbatan oddiy. Dielektrik antennalarning geometrik shakllariga kelebek shakli, juft U shakli, an'anaviy logarifmik shakl va logarifmik davriy sinus shakli kiradi. Biroq, dielektrik antennalar ham halokatli nuqsonga ega, ya'ni qalin substratdan kelib chiqqan sirt to'lqini ta'siri. Yechim linzalarni yuklash va dielektrik substratni EBG tuzilishi bilan almashtirishdir. Ikkala yechim ham innovatsiyalar va texnologik texnologiya va materiallarni doimiy ravishda takomillashtirishni talab qiladi, ammo ularning mukammal ishlashi (masalan, har tomonlama yo'nalish va sirt to'lqinlarini bostirish) terahertz antennalarini tadqiq qilish uchun yangi g'oyalarni taqdim etishi mumkin.
3. Yangi material antennalari: Hozirgi vaqtda uglerod nanotubalaridan yasalgan yangi dipol antennalar va metamateriallardan tayyorlangan yangi antenna tuzilmalari paydo bo'ldi. Yangi materiallar ishlashda yangi yutuqlarga olib kelishi mumkin, ammo asosiy narsa materialshunoslik innovatsiyasidir. Hozirgi vaqtda yangi moddiy antennalar bo'yicha tadqiqotlar hali ham tadqiqot bosqichida va ko'plab asosiy texnologiyalar etarlicha etuk emas.
Xulosa qilib aytganda, terahertz antennalarining har xil turlari dizayn talablariga muvofiq tanlanishi mumkin:
1) Agar oddiy dizayn va past ishlab chiqarish xarajati talab etilsa, metall antennalarni tanlash mumkin.
2) Yuqori integratsiya va past kirish empedansi zarur bo'lsa, dielektrik antennalarni tanlash mumkin.
3) Agar ishlashda yutuq talab etilsa, yangi material antennalarini tanlash mumkin.
Yuqoridagi dizaynlar ham maxsus talablarga muvofiq sozlanishi mumkin. Misol uchun, ko'proq afzalliklarga ega bo'lish uchun ikki turdagi antennalarni birlashtirish mumkin, ammo yig'ish usuli va dizayn texnologiyasi yanada qat'iy talablarga javob berishi kerak.
Antennalar haqida ko'proq ma'lumot olish uchun tashrif buyuring:
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 2-avgust
