2. Utumiaji wa MTM-TL katika Mifumo ya Antena
Sehemu hii itazingatia TL za metamaterial bandia na baadhi ya maombi yao ya kawaida na muhimu kwa kutambua miundo mbalimbali ya antena kwa gharama ya chini, utengenezaji rahisi, miniaturization, upana wa upana, faida kubwa na ufanisi, uwezo wa skanning mbalimbali na wasifu wa chini. Zinajadiliwa hapa chini.
1. Antena za Broadband na multi-frequency
Katika TL ya kawaida yenye urefu wa l, wakati mzunguko wa angular ω0 unatolewa, urefu wa umeme (au awamu) ya mstari wa maambukizi unaweza kuhesabiwa kama ifuatavyo:
Ambapo vp inawakilisha kasi ya awamu ya njia ya upitishaji. Kama inavyoonekana kutoka hapo juu, bandwidth inalingana kwa karibu na ucheleweshaji wa kikundi, ambayo ni derivative ya φ kwa heshima na mzunguko. Kwa hivyo, kadiri urefu wa laini ya upitishaji unavyozidi kuwa mfupi, bandwidth pia inakuwa pana. Kwa maneno mengine, kuna uhusiano wa kinyume kati ya bandwidth na awamu ya msingi ya mstari wa maambukizi, ambayo ni ya kubuni maalum. Hii inaonyesha kwamba katika nyaya za jadi zilizosambazwa, bandwidth ya uendeshaji si rahisi kudhibiti. Hii inaweza kuhusishwa na mapungufu ya njia za jadi za upokezaji kulingana na viwango vya uhuru. Hata hivyo, vipengele vya upakiaji huruhusu vigezo vya ziada kutumika katika TL za metamaterial, na majibu ya awamu yanaweza kudhibitiwa kwa kiasi fulani. Ili kuongeza bandwidth, ni muhimu kuwa na mteremko sawa karibu na mzunguko wa uendeshaji wa sifa za kutawanyika. Metaterial Bandia TL inaweza kufikia lengo hili. Kulingana na mbinu hii, mbinu nyingi za kuimarisha bandwidth ya antenna zinapendekezwa kwenye karatasi. Wasomi wameunda na kutengeneza antena mbili za mtandao mpana zilizopakiwa na vitoa sauti vya pete vilivyogawanyika (ona Mchoro 7). Matokeo yaliyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 7 yanaonyesha kuwa baada ya kupakia resonator ya pete ya mgawanyiko na antenna ya kawaida ya monopole, hali ya chini ya resonant frequency ni msisimko. Ukubwa wa resonator ya pete iliyogawanyika huboreshwa kufikia mwako karibu na ule wa antena ya monopole. Matokeo yanaonyesha kwamba wakati resonances mbili zinapatana, sifa za bandwidth na mionzi ya antenna huongezeka. Urefu na upana wa antena ya monopole ni 0.25λ0×0.11λ0 na 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz), kwa mtiririko huo, na urefu na upana wa antena ya monopole iliyopakiwa na resonator ya pete ya mgawanyiko ni 0.29λ0×0.21λ0 (2.9GHz) ), kwa mtiririko huo. Kwa antenna ya kawaida ya F-umbo na T-umbo bila resonator ya pete ya mgawanyiko, faida ya juu na ufanisi wa mionzi kipimo katika bendi ya 5GHz ni 3.6dBi - 78.5% na 3.9dBi - 80.2%, kwa mtiririko huo. Kwa antenna iliyopakiwa na resonator ya pete ya mgawanyiko, vigezo hivi ni 4dBi - 81.2% na 4.4dBi - 83%, kwa mtiririko huo, katika bendi ya 6GHz. Kwa kutekeleza resonator ya pete iliyogawanyika kama mzigo unaolingana kwenye antena ya monopole, bendi za 2.9GHz ~ 6.41GHz na 2.6GHz ~ 6.6GHz zinaweza kuungwa mkono, zinazolingana na kipimo data cha sehemu cha 75.4% na ~87%, mtawalia. Matokeo haya yanaonyesha kuwa kipimo data kimeboreshwa kwa takriban mara 2.4 na mara 2.11 ikilinganishwa na antena za jadi za monopole za takriban saizi isiyobadilika.
Mchoro 7. Antena mbili za broadband zilizopakiwa na resonators za kugawanyika-pete.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 8, matokeo ya majaribio ya antena ya monopole iliyochapwa yanaonyeshwa. Wakati S11≤- 10 dB, bandwidth ya uendeshaji ni 185% (0.115-2.90 GHz), na saa 1.45 GHz, faida ya kilele na ufanisi wa mionzi ni 2.35 dBi na 78.8%, kwa mtiririko huo. Mpangilio wa antenna ni sawa na muundo wa karatasi ya triangular ya nyuma-nyuma, ambayo inalishwa na mgawanyiko wa nguvu wa curvilinear. GND iliyopunguzwa ina stub ya kati iliyowekwa chini ya feeder, na pete nne za wazi za resonant zinasambazwa karibu nayo, ambayo huongeza upana wa bandwidth ya antenna. Antena huangaza karibu kila sehemu, ikifunika bendi nyingi za VHF na S, na bendi zote za UHF na L. Ukubwa wa kimwili wa antenna ni 48.32 × 43.72 × 0.8 mm3, na ukubwa wa umeme ni 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0. Ina faida za ukubwa mdogo na gharama ya chini, na ina uwezekano wa matarajio ya matumizi katika mifumo ya mawasiliano ya wireless ya broadband.
Mchoro wa 8: Antena ya Monopole iliyopakiwa na resonator ya pete iliyogawanyika.
Kielelezo cha 9 kinaonyesha muundo wa antena iliyopangwa inayojumuisha jozi mbili za mizunguko ya waya iliyounganishwa iliyounganishwa chini ya ndege iliyopunguzwa ya umbo la T kupitia njia mbili. Ukubwa wa antenna ni 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), ambapo λ0 ni urefu wa nafasi ya bure ya 0.55 GHz. Antena huangaza pande zote katika E-ndege katika bendi ya mzunguko wa uendeshaji wa 0.55 ~ 3.85 GHz, na faida ya juu ya 5.5dBi katika 2.35GHz na ufanisi wa 90.1%. Vipengele hivi hufanya antena inayopendekezwa kufaa kwa programu mbalimbali, ikiwa ni pamoja na UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi na Bluetooth.
Mtini. 9 Muundo wa antenna uliopendekezwa.
2. Antena ya Wimbi inayovuja (LWA)
Antena mpya ya wimbi linalovuja ni mojawapo ya programu kuu za kutambua TL ya metamaterial bandia. Kwa antena za mawimbi zinazovuja, athari ya awamu ya β mara kwa mara kwenye pembe ya mionzi (θm) na upana wa juu wa boriti (Δθ) ni kama ifuatavyo.
L ni urefu wa antena, k0 ni nambari ya wimbi katika nafasi ya bure, na λ0 ni urefu wa wimbi katika nafasi ya bure. Kumbuka kuwa mionzi hutokea tu wakati |β|
3. Antenna ya resonator ya amri ya sifuri
Sifa ya kipekee ya metamaterial ya CRLH ni kwamba β inaweza kuwa 0 wakati masafa si sawa na sifuri. Kulingana na mali hii, resonator mpya ya kuagiza sifuri (ZOR) inaweza kuzalishwa. Wakati β ni sifuri, hakuna mabadiliko ya awamu hutokea katika resonator nzima. Hii ni kwa sababu mabadiliko ya awamu ya mara kwa mara φ = - βd = 0. Kwa kuongeza, resonance inategemea tu mzigo tendaji na ni huru na urefu wa muundo. Mchoro wa 10 unaonyesha kuwa antena inayopendekezwa imetungwa kwa kutumia vitengo viwili na vitatu vyenye umbo la E, na saizi ya jumla ni 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 na 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001 × 0.001 λ0, mtawalia, wavelength0, mtawalia. ya nafasi ya bure katika mzunguko wa uendeshaji wa 500 MHz na 650 MHz, kwa mtiririko huo. Antena hufanya kazi kwa masafa ya 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) na 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), na bandwidths jamaa ya 91.9% na 96.0%. Mbali na sifa za ukubwa mdogo na bandwidth pana, faida na ufanisi wa antenna ya kwanza na ya pili ni 5.3dBi na 85% (1GHz) na 5.7dBi na 90% (1.4GHz), kwa mtiririko huo.
Mtini. 10 Miundo ya antena iliyopendekezwa mara mbili-E na tatu-E.
4. Yanayopangwa Antena
Njia rahisi imependekezwa ili kupanua upenyo wa antena ya CRLH-MTM, lakini ukubwa wake wa antena karibu haubadilika. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 11, antena inajumuisha vitengo vya CRLH vilivyopangwa kiwima kwenye kila kimoja, ambacho kina mabaka na mistari ya kupitisha, na kuna sehemu ya umbo la S kwenye kiraka. Antenna inalishwa na stub inayofanana ya CPW, na ukubwa wake ni 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm, sawa na 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, ambapo λ0 (3.5GHz) inawakilisha urefu wa nafasi ya bure. Matokeo yanaonyesha kwamba antenna inafanya kazi katika bendi ya mzunguko wa 0.85-7.90GHz, na bandwidth yake ya uendeshaji ni 161.14%. Faida ya juu ya mionzi na ufanisi wa antenna huonekana kwenye 3.5GHz, ambayo ni 5.12dBi na ~ 80%, kwa mtiririko huo.
Mtini. 11 Antena inayopangwa ya CRLH MTM iliyopendekezwa.
Ili kujifunza zaidi kuhusu antena, tafadhali tembelea:
Muda wa kutuma: Aug-30-2024
