2. Antenna ulgamlarynda MTM-TL-iň ulanylyşy
Bu bölümde emeli metamaterial TL-lere we olaryň arzan baha, aňsat öndüriliş, kiçileşdirme, giň geçirijilik ukyby, ýokary gazanç we netijelilik, giň diapazonly skanirleme mümkinçiligi we pes profil bilen dürli antenna gurluşlaryny amala aşyrmak üçin iň köp ýaýran we degişli ulanylyşlaryna üns berler. Olar aşakda ara alnyp maslahatlaşylar.
1. Giň zolakly we köp ýygylykly antennalar
Uzynlygy l bolan adaty TL-de, burç ýygylygy ω0 berlende, geçiriji liniýanyň elektrik uzynlygyny (ýa-da fazasyny) aşakdaky ýaly hasaplap bolýar:
Bu ýerde vp geçiriji liniýanyň faza tizligini görkezýär. Ýokardakylardan görnüşi ýaly, geçirijilik giňligi φ-iň ýygylyga görä türemesi bolan topar gijikmesine ýakyn gabat gelýär. Şonuň üçin geçiriji liniýanyň uzynlygy gysgalanda, geçirijilik giňligi hem giňleşýär. Başgaça aýdylanda, geçirijilik giňligi bilen geçiriji liniýanyň esasy fazasynyň arasynda dizaýna mahsus bolan ters gatnaşyk bar. Bu bolsa däp bolan paýlanan zynjyrlarda işleýän geçirijilik giňligini dolandyrmagyň aňsat däldigini görkezýär. Muny däp bolan geçirijilik giňişlikleriniň azatlyk derejeleri babatdaky çäklendirmeleri bilen baglanyşdyryp bolýar. Şeýle-de bolsa, ýükleme elementleri metamaterial TL-lerde goşmaça parametrleriň ulanylmagyna mümkinçilik berýär we faza jogabyny belli bir derejede dolandyryp bolýar. Geçiriş giňligini artdyrmak üçin dispersiýa häsiýetnamalarynyň işleýän ýygylygyna golaý meňzeş meýil bolmagy zerurdyr. Emeli metamaterial TL bu maksada ýetip biler. Bu çemeleşmä esaslanyp, makalada antennalaryň geçirijilik giňligini ýokarlandyrmagyň köp usullary teklip edilýär. Alymlar bölünen halkaly rezonatorlar bilen ýüklenen iki giň zolakly antennany dizaýn etdiler we öndürdiler (7-nji surata serediň). 7-nji suratda görkezilen netijeler, bölünen halkaly rezonatory adaty monopol antenna bilen ýüklemekden soň, pes rezonansly ýygylyk režiminiň gyjyndyrylýandygyny görkezýär. Bölünen halkaly rezonatoryň ölçegi monopol antennanyň ölçegine golaý rezonansa ýetmek üçin optimizirlenýär. Netijeler iki rezonans gabat gelende, antennanyň geçirijilik zolagynyň we radiasiýa häsiýetleriniň artýandygyny görkezýär. Monopol antennanyň uzynlygy we ini degişlilikde 0,25λ0×0,11λ0 we 0,25λ0×0,21λ0 (4GHz), bölünen halkaly rezonator bilen ýüklenýän monopol antennanyň uzynlygy we ini degişlilikde 0,29λ0×0,21λ0 (2,9GHz) deňdir. Bölünen halkaly rezonatorsyz adaty F görnüşli antenna we T görnüşli antenna üçin 5GHz diapazonda ölçenen iň ýokary gazanç we radiasiýa netijeliligi degişlilikde 3,6dBi - 78,5% we 3,9dBi - 80,2% deňdir. Bölünen halkaly rezonator bilen ýüklenen antenna üçin bu parametrler 6GHz diapazonda degişlilikde 4dBi - 81,2% we 4,4dBi - 83% deňdir. Bölünen halkaly rezonatory monopol antennasyna deňleşdiriji ýük hökmünde ornaşdyrmak arkaly 2,9GHz ~ 6,41GHz we 2,6GHz ~ 6,6GHz diapazonlary goldanylyp bilner, bu bolsa degişlilikde 75,4% we ~87% bölekleýin geçirijilik giňligine laýyk gelýär. Bu netijeler ölçeg geçirijilik giňliginiň takmynan kesgitlenen ululykdaky däp bolan monopol antennalara garanyňda takmynan 2,4 esse we 2,11 esse gowulanandygyny görkezýär.
7-nji surat. Bölünen halkaly rezonatorlar bilen ýüklenen iki giň zolakly antenna.
8-nji suratda görkezilişi ýaly, kompakt çap edilen monopol antennanyň synag netijeleri görkezilýär. S11≤- 10 dB bolanda, işleýän geçirijilik zolagy 185% (0,115-2,90 GHz), 1,45 GHz-de bolsa, iň ýokary güýç we radiasiýa netijeliligi degişlilikde 2,35 dBi we 78,8% bolýar. Antennanyň gurluşy egri çyzykly güýç bölüjisi bilen iýmitlenýän yzky-yzyna üçburçluk list gurluşyna meňzeýär. Kesilen GND iýmitlendirijiniň aşagyna ýerleşdirilen merkezi stuby öz içine alýar we onuň daşynda dört açyk rezonans halkasy paýlanýar, bu bolsa antennanyň geçirijilik zolagyny giňeldýär. Antenna diýen ýaly ähli taraplara şöhle saçýar, VHF we S zolaklarynyň köpüsini, şeýle hem ähli UHF we L zolaklaryny öz içine alýar. Antennanyň fiziki ölçegi 48,32×43,72×0,8 mm3, elektrik ölçegi bolsa 0,235λ0×0,211λ0×0,003λ0. Onuň kiçi ölçegli we arzan bahaly artykmaçlyklary bar, şeýle hem giň zolakly simsiz aragatnaşyk ulgamlarynda ulanmak mümkinçilikleri bar.
8-nji surat: Bölünen halkaly rezonator bilen ýüklenen monopol antenna.
9-njy suratda iki geçelge arkaly kesilen T-şekilli topraklama tekizligine topraklanan iki jübüt özara baglanyşykly meandr sim halkalaryndan ybarat bolan tekiz antenna gurluşy görkezilýär. Antennanyň ölçegi 38.5 × 36.6 mm2 (0.070λ0 × 0.067λ0), bu ýerde λ0 0.55 GHz boş giňişlik tolkun uzynlygydyr. Antenna 0.55 ~ 3.85 GHz iş ýygylyk zolagynda E-tekizlikde hemme taraplaýyn şöhle saçýar, 2.35 GHz-de iň ýokary güýçlenme 5.5dBi we 90.1% netijeliligi bilen. Bu aýratynlyklar teklip edilýän antennany UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi we Bluetooth ýaly dürli ulanyşlar üçin amatly edýär.
Şekil 9 Teklip edilýän tekiz antenna gurluşy.
2. Sızýan Tolkun Antennasy (LWA)
Täze syzýan tolkun antennasy emeli metamaterial TL-ni amala aşyrmak üçin esasy ulanylyşlaryň biridir. Syzýan tolkun antennalary üçin faza yzygiderliliginiň β-nyň şöhlelenme burçuna (θm) we maksimum şöhle giňligine (Δθ) täsiri aşakdaky ýaly:
L antennanyň uzynlygy, k0 boş giňişlikdäki tolkun sany we λ0 boş giňişlikdäki tolkun uzynlygydyr. Şöhlelenmegiň diňe |β| bolanda ýüze çykýandygyny belläň.
3. Nol tertipli rezonator antennasy
CRLH metamaterialynyň özboluşly häsiýeti, ýygylyk nola deň bolmadyk ýagdaýynda β-nyň 0 bolup bilmegidir. Bu häsiýete esaslanyp, täze nol tertipli rezonator (ZOR) döredilip bilner. β nola deň bolanda, tutuş rezonatorda faza üýtgemesi bolmaýar. Sebäbi faza üýtgemesi sabiti φ = - βd = 0. Mundan başga-da, rezonans diňe reaktiv ýüke baglydyr we gurluşyň uzynlygyna bagly däldir. 10-njy suratda teklip edilýän antennanyň E-şeklindäki iki we üç birligi ulanmak arkaly ýasalandygy we umumy ölçeginiň degişlilikde 0,017λ0 × 0,006λ0 × 0,001λ0 we 0,028λ0 × 0,008λ0 × 0,001λ0 bolandygy görkezilýär, bu ýerde λ0 degişlilikde 500 MHz we 650 MHz iş ýygylyklarynda boş giňişligiň tolkun uzynlygyny aňladýar. Antenna 0,5-1,35 GHz (0,85 GHz) we 0,65-1,85 GHz (1,2 GHz) ýygylyklarynda işleýär, deňeşdirme geçirijilik giňligi 91,9% we 96,0%. Kiçi ölçegli we giň geçirijilik häsiýetlerinden başga-da, birinji we ikinji antennalaryň güýçlendirme we netijeliligi degişlilikde 5,3dBi we 85% (1GHz) we 5,7dBi we 90% (1,4 GHz) deňdir.
Şekil 10 Teklip edilýän iki E- we üç E- antenna gurluşlary.
4. Ýuwa Antenna
CRLH-MTM antennasynyň diafragmasyny ulaltmak üçin ýönekeý usul teklip edildi, ýöne onuň antennasynyň ölçegi diýen ýaly üýtgewsiz galdy. 11-nji suratda görkezilişi ýaly, antenna biri-biriniň üstünde dikligine ýerleşdirilen CRLH bloklaryny öz içine alýar, olarda ýamalar we meandr çyzyklar bar we ýamada S görnüşli ýaryk bar. Antenna CPW gabat gelýän stub arkaly iýmitlenýär we onuň ölçegi 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm, bu bolsa 0,204λ0×0,375λ0×0,018λ0-a laýyk gelýär, bu ýerde λ0 (3,5GHz) boş giňişligiň tolkun uzynlygyny aňladýar. Netijeler antennanyň 0,85-7,90GHz ýygylyk zolagynda işleýändigini we onuň iş geçirijilik ukybynyň 161,14% -digini görkezýär. Antennanyň iň ýokary radiasiýa gazanjy we netijeliligi 3,5GHz-de ýüze çykýar, olar degişlilikde 5,12dBi we ~80% -e deňdir.
Şekil 11 Teklip edilýän CRLH MTM slot antennasy.
Antenler barada has giňişleýin maglumat almak üçin şu ýere giriň:
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 30-njy awgusty
