Habarlar - Metamateriallara esaslanýan geçiriji liniýa antennalaryna syn (2-nji bölüm)

2. MTM-TL-iň antenna ulgamlarynda ulanylyşy
Bu bölümde emeli metamaterial TL-ler we arzan bahaly, aňsat önümçilik, miniatýurizasiýa, giň zolakly giňlik, ýokary girdeji we netijelilik, giň aralyk skanerlemek ukyby we pes profilli dürli antenna gurluşlaryny amala aşyrmak üçin iň köp ýaýran we degişli programmalar jemlener. Aşakda seredilýär.

1. Giň zolakly we köp ýygylykly antenalar
L uzynlygy bolan adaty TL-de, burç ýygylygy ω0 berlende, geçiriji liniýanyň elektrik uzynlygy (ýa-da fazasy) aşakdaky ýaly hasaplanyp bilner:

Bu ýerde vp geçiriji liniýanyň faza tizligini görkezýär. Aboveokardakylardan görnüşi ýaly, geçirijilik giňligi ýygylyga degişlilikde of emele gelen topar gijikdirilişine gabat gelýär. Şonuň üçin geçiriji liniýanyň uzynlygy gysgaldygyça, geçiriş zolagy hem has giňelýär. Başgaça aýdylanda, geçirijilik giňligi bilen dizaýna mahsus bolan geçiriji liniýanyň esasy fazasynyň arasynda ters gatnaşyk bar. Bu, adaty paýlanan zynjyrlarda, iş zolagynyň giňligini dolandyrmagyň aňsat däldigini görkezýär. Muny erkinlik derejeleri boýunça adaty elektrik liniýalarynyň çäklendirmeleri bilen baglanyşdyrmak bolar. Şeýle-de bolsa, elementleri ýüklemek goşmaça parametrleri metamaterial TL-lerde ulanmaga mümkinçilik berýär we faza jogap belli bir derejede dolandyrylyp bilner. Zolak giňligini ýokarlandyrmak üçin dispersiýa häsiýetleriniň işleýiş ýygylygynyň golaýynda şuňa meňzeş eňňit bolmaly. Emeli metamaterial TL bu maksada ýetip biler. Bu çemeleşmä esaslanyp, kagyzda antennalaryň geçirijilik ukybyny ýokarlandyrmagyň köp usullary teklip edilýär. Alymlar bölünen halka rezonatorlary bilen ýüklenen iki giň zolakly antennany tasladylar we ýasadylar (7-nji surata serediň). 7-nji suratda görkezilen netijeler, bölünen halka rezonatoryny adaty monopole antenna bilen ýüklänsoň, pes rezonans ýygylyk re modeiminiň tolgunýandygyny görkezýär. Bölünen halka rezonatorynyň ululygy monopole antennasyna ýakyn rezonans gazanmak üçin optimallaşdyrylýar. Netijeler, iki rezonans gabat gelende, antennanyň geçirijilik giňligi we radiasiýa aýratynlyklary ýokarlanýandygyny görkezýär. Monopol antennanyň uzynlygy we ini degişlilikde 0,25λ0 × 0.11λ0 we 0,25λ0 × 0.21λ0 (4 GGs), bölünen halka rezonatory bilen ýüklenen monopol antenanyň uzynlygy we ini 0,29λ0 × 0.21λ0 (2.9GHz) ) degişlidir. Adaty F şekilli antenna we bölünen halka rezonatory bolmazdan T görnüşli antenna üçin 5GHz diapazonda ölçenen iň ýokary girdeji we radiasiýa netijeliligi degişlilikde 3,6dBi - 78.5% we 3.9dBi - 80.2%. Bölünen halka rezonatory bilen ýüklenen antenna üçin bu parametrler degişlilikde 6GHz diapazonda 4dBi - 81.2% we 4.4dBi - 83%. Monopol antennasyna gabat gelýän ýük hökmünde bölünen halka rezonatoryny ýerine ýetirmek bilen, degişlilikde 75,4% we ~ 87% fraksiýa zolaklaryna laýyk gelýän 2,9 GHz ~ 6.41 GHz we 2.6GHz ~ 6.6GHz zolaklary goldap bolýar. Bu netijeler, ölçeg zolagynyň takmynan kesgitlenen ululykdaky adaty monopole antennalary bilen deňeşdirilende takmynan 2,4 esse we 2,11 esse gowulaşandygyny görkezýär.

7-nji surat. Bölek halkaly rezonatorlar bilen ýüklenen iki giň zolakly antenna.

8-nji suratda görkezilişi ýaly, ykjam çap edilen monopole antennanyň synag synaglary görkezilýär. S11≤- 10 dB bolanda, iş zolagynyň giňligi 185% (0.115-2.90 GGs), 1,45 GGs bolsa iň ýokary girdeji we radiasiýa netijeliligi degişlilikde 2,35 dBi we 78,8%. Antennanyň ýerleşişi, egrilik güýji bölüji bilen iýmitlenýän arka-arka üçburçluk list gurluşyna meňzeýär. Kesilen GND iýmitlendirijiniň aşagynda ýerleşdirilen merkezi sütüni öz içine alýar we antenanyň zolagyny giňeldýän dört açyk rezonans halkasy paýlanýar. Antenna hemme taraplaýyn diýen ýaly ýaýrap, VHF we S zolaklarynyň köpüsini we UHF we L toparlarynyň hemmesini öz içine alýar. Antennanyň fiziki ululygy 48.32 × 43,72 × 0.8 mm3, elektrik ululygy bolsa 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0,003λ0. Uly göwrümli we arzan bahaly artykmaçlyklary bar we giň zolakly simsiz aragatnaşyk ulgamlarynda amaly mümkinçilikleri bar.

8-nji surat: Bölünen halka rezonatory bilen ýüklenen monopol antenna.

9-njy suratda iki jübütiň üsti bilen kesilen T şekilli ýer tekizligine ýerleşdirilen iki jübüt biri-birine bagly meander sim aýlawlaryndan ybarat planar antenna gurluşy görkezilýär. Antenanyň ululygy 38,5 × 36,6 mm2 (0.070λ0 × 0.067λ0), bu ýerde λ0 boş ýer tolkun uzynlygy 0,55 GGs. Antenna 0,5 ~ 3.85 GGs ýygylyk diapazonynda E-tekizliginde hemme taraplaýyn şöhlelenýär, iň ýokary 5.35dBi 2.35 GGs we netijeliligi 90.1%. Bu aýratynlyklar, UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi we Bluetooth ýaly dürli programmalar üçin teklip edilýän antennany amatly edýär.

9-njy surat.

2. Syzdyryjy tolkun antennasy (LWA)
Täze syzýan tolkun antennasy emeli metamaterial TL-ni durmuşa geçirmek üçin esasy programmalardan biridir. Syzýan tolkun antennalary üçin, fazanyň hemişelik β radiasiýa burçuna (θm) we şöhläniň iň giňligine (Δθ) täsiri aşakdaky ýalydyr:

L antenanyň uzynlygy, k0 boş ýerdäki tolkun sany, λ0 bolsa boş ýerdäki tolkun uzynlygy. Radiasiýa diňe | β | bolanda ýüze çykýar

3. Nol tertipli rezonator antennasy
CRLH metamateriallarynyň özboluşly aýratynlygy, ýygylyk nola deň bolmadyk ýagdaýynda β 0 bolup biler. Bu emläk esasynda täze nol tertipli rezonator (ZOR) döredilip bilner. Zero nola deň bolsa, tutuş rezonatorda faza çalşygy ýüze çykmaýar. Sebäbi faza çalşygynyň hemişelik φ = - βd = 0. Mundan başga-da, rezonans diňe reaktiw ýüklere bagly we gurluşyň uzynlygyna bagly däldir. 10-njy suratda teklip edilýän antenanyň iki we üç birligi E şekilli ulanmak arkaly ýasalandygyny we umumy ululygynyň degişlilikde 0.017λ0 × 0,006λ0 × 0,001λ0 we 0.028λ0 × 0,008λ0 × 0,001λ0 bolandygyny görkezýär, bu ýerde λ0 tolkun uzynlygyny görkezýär. degişlilikde 500 MGs we 650 MGs ýygylyklarynda boş ýer. Antenna 0,5-1.35 GGs (0,85 GGs) we 0,65-1,85 GGs (1,2 GGs) ýygylyklarynda işleýär, degişlilikde geçirijilik giňligi 91,9% we 96.0%. Ownuk ululygyň we giň zolakly giňligiň aýratynlyklaryndan başga-da, birinji we ikinji antennalaryň girdejisi we netijeliligi degişlilikde 5.3dBi we 85% (1GHz) we 5.7dBi we 90% (1.4GHz).

10-njy surat, goşa E we üç-E antenna gurluşlary.

4. anterli antenna
CRLH-MTM antennasynyň dykyzlygyny ulaltmak üçin ýönekeý usul teklip edildi, ýöne antenanyň ululygy üýtgemän diýen ýaly. 11-nji suratda görkezilişi ýaly, antenna biri-birine dikligine ýerleşdirilen CRLH bölümlerini öz içine alýar, bularda ýamalar we çyzykly çyzyklar bar we ýamanyň üstünde S şekilli ýeri bar. Antenna CPW gabat gelýän stub bilen iýmitlenýär we ululygy 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm, 0,204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0 gabat gelýär, bu ýerde λ0 (3.5GHz) boş ýeriň tolkun uzynlygyny görkezýär. Netijeler antenanyň 0.85-7.90 GGs ýygylyk zolagynda işleýändigini we işleýiş zolagynyň 161,14% bolandygyny görkezýär. Antennanyň iň ýokary radiasiýa gazanmagy we netijeliligi degişlilikde 5,12dBi we ~ 80% bolan 3.5 GGs-de ýüze çykýar.