2. MTM-TL-nin Antena Sistemlərində tətbiqi
Bu bölmədə süni metamaterial TL-lərə və onların aşağı qiymətə, asan istehsala, miniatürləşdirməyə, geniş bant genişliyinə, yüksək qazanc və səmərəliliyə, geniş diapazonlu skan etmə qabiliyyətinə və aşağı profilə malik müxtəlif antenna strukturlarının reallaşdırılması üçün ən ümumi və müvafiq tətbiqlərindən bəzilərinə diqqət yetiriləcəkdir. Onlar aşağıda müzakirə olunur.
1. Genişzolaqlı və çoxtezlikli antenalar
Uzunluğu l olan tipik HK-da bucaq tezliyi ω0 verildikdə, ötürmə xəttinin elektrik uzunluğu (və ya fazası) aşağıdakı kimi hesablana bilər:
Burada vp ötürmə xəttinin faza sürətini təmsil edir. Yuxarıdakılardan göründüyü kimi, bant genişliyi tezlikə görə φ-nin törəməsi olan qrup gecikməsinə yaxından uyğun gəlir. Beləliklə, ötürmə xəttinin uzunluğu qısaldıqca, bant genişliyi də genişlənir. Başqa sözlə desək, ötürmə xəttinin dizayna xas olan əsas fazası ilə bant genişliyi arasında tərs əlaqə mövcuddur. Bu onu göstərir ki, ənənəvi paylanmış sxemlərdə əməliyyat bant genişliyinə nəzarət etmək asan deyil. Bunu sərbəstlik dərəcələri baxımından ənənəvi ötürmə xətlərinin məhdudiyyətlərinə aid etmək olar. Bununla belə, yükləmə elementləri metamaterial TL-lərdə əlavə parametrlərdən istifadə etməyə imkan verir və faza reaksiyası müəyyən dərəcədə idarə oluna bilər. Bölmə genişliyini artırmaq üçün dispersiya xüsusiyyətlərinin işləmə tezliyinə yaxın oxşar yamacın olması lazımdır. Süni metamaterial TL bu məqsədə nail ola bilər. Bu yanaşmaya əsaslanaraq, məqalədə antenaların bant genişliyini artırmaq üçün bir çox üsul təklif olunur. Alimlər bölünmüş halqa rezonatorları ilə yüklənmiş iki genişzolaqlı antenanı layihələndirmiş və hazırlamışlar (bax Şəkil 7). Şəkil 7-də göstərilən nəticələr göstərir ki, split halqa rezonatoru şərti monopol antenna ilə yükləndikdən sonra aşağı rezonans tezliyi rejimi həyəcanlanır. Parçalanmış halqa rezonatorunun ölçüsü monopol antenanın rezonansına yaxın rezonansa nail olmaq üçün optimallaşdırılıb. Nəticələr göstərir ki, iki rezonans üst-üstə düşəndə antenanın bant genişliyi və radiasiya xüsusiyyətləri artır. Monopol antenanın uzunluğu və eni müvafiq olaraq 0,25λ0×0,11λ0 və 0,25λ0×0,21λ0 (4GHz), bölünmüş halqa rezonatoru ilə yüklənmiş monopol antennanın uzunluğu və eni isə 0,29λ0×0,219GHz (0,21λ0×0,219GHz) təşkil edir. ), müvafiq olaraq. Adi F formalı antenna və split halqa rezonatoru olmayan T şəkilli antenna üçün 5GHz diapazonunda ölçülən ən yüksək qazanc və radiasiya səmərəliliyi müvafiq olaraq 3,6dBi - 78,5% və 3,9dBi - 80,2% təşkil edir. Split halqa rezonatoru ilə yüklənmiş antenna üçün bu parametrlər 6GHz diapazonunda müvafiq olaraq 4dBi - 81,2% və 4,4dBi - 83% təşkil edir. Monopol antenada uyğun yük kimi bölünmüş halqa rezonatorunu tətbiq etməklə, müvafiq olaraq 75,4% və ~87% fraksiya bant genişliyinə uyğun gələn 2,9GHz ~ 6,41GHz və 2,6GHz ~ 6,6GHz diapazonları dəstəklənə bilər. Bu nəticələr göstərir ki, ölçmə bant genişliyi təxminən sabit ölçülü ənənəvi monopol antenalarla müqayisədə təxminən 2,4 dəfə və 2,11 dəfə yaxşılaşdırılıb.
Şəkil 7. Split-ring rezonatorlarla yüklənmiş iki genişzolaqlı antena.
Şəkil 8-də göstərildiyi kimi, kompakt çap edilmiş monopol antenanın eksperimental nəticələri göstərilir. S11≤- 10 dB olduqda, əməliyyat bant genişliyi 185% (0,115-2,90 GHz), 1,45 GHz-də isə pik qazanc və radiasiya səmərəliliyi müvafiq olaraq 2,35 dBi və 78,8% təşkil edir. Antenanın düzülüşü əyri xətti güc bölücü ilə qidalanan arxa arxaya üçbucaqlı təbəqə quruluşuna bənzəyir. Kəsilmiş GND, qidalandırıcının altına yerləşdirilmiş mərkəzi çubuqdan ibarətdir və onun ətrafında dörd açıq rezonans halqası paylanmışdır ki, bu da antenanın genişliyini genişləndirir. Antena demək olar ki, hərtərəfli şüalanır, VHF və S diapazonlarının əksəriyyətini və bütün UHF və L diapazonlarını əhatə edir. Antenanın fiziki ölçüsü 48,32×43,72×0,8 mm3, elektrik ölçüsü isə 0,235λ0×0,211λ0×0,003λ0 təşkil edir. O, kiçik ölçülü və aşağı qiymət üstünlüklərinə malikdir və genişzolaqlı simsiz rabitə sistemlərində potensial tətbiq perspektivlərinə malikdir.
Şəkil 8: Split halqa rezonatoru ilə yüklənmiş monopol antenna.
Şəkil 9, iki keçid vasitəsilə kəsilmiş T-formalı yer müstəvisinə əsaslanmış iki cüt bir-birinə bağlı kıvrımlı məftil döngələrindən ibarət planar antenna quruluşunu göstərir. Antenanın ölçüsü 38,5×36,6 mm2 (0,070λ0×0,067λ0) təşkil edir, burada λ0 0,55 GHz boş kosmik dalğa uzunluğudur. Antena 2,35 GHz-də maksimum qazanc 5,5 dBi və səmərəliliyi 90,1% olmaqla 0,55 ~ 3,85 GHz əməliyyat tezlik diapazonunda E-müstəvisində hərtərəfli şüalanır. Bu xüsusiyyətlər təklif olunan antenanı UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi və Bluetooth daxil olmaqla müxtəlif tətbiqlər üçün uyğun edir.
Şəkil 9 Təklif olunan planar antenna quruluşu.
2. Sızdıran Dalğa Antenası (LWA)
Yeni sızan dalğa antenası süni metamaterial TL-nin reallaşdırılması üçün əsas tətbiqlərdən biridir. Sızdıran dalğa antenaları üçün faza sabitinin β şüalanma bucağına (θm) və maksimum şüa eninə (Δθ) təsiri aşağıdakı kimidir:
L antenanın uzunluğu, k0 boş məkanda dalğa nömrəsi, λ0 isə boş məkanda dalğa uzunluğudur. Qeyd edək ki, şüalanma yalnız |β| olduqda baş verir
3. Sıfır sıralı rezonator antenası
CRLH metamaterialının unikal xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, tezlik sıfıra bərabər olmayanda β 0 ola bilər. Bu xassə əsasında yeni sıfır nizamlı rezonator (ZOR) yaradıla bilər. β sıfır olduqda, bütün rezonatorda faza sürüşməsi baş vermir. Bunun səbəbi, faza sürüşmə sabitinin φ = - βd = 0. Bundan əlavə, rezonans yalnız reaktiv yükdən asılıdır və strukturun uzunluğundan asılı deyildir. Şəkil 10 göstərir ki, təklif olunan antenna E-formalı iki və üç vahid tətbiq edilməklə hazırlanır və ümumi ölçüsü 0,017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 və 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, dalğanı təmsil edir. əməliyyat zamanı boş yer müvafiq olaraq 500 MHz və 650 MHz tezlikləri. Antenna 0,5-1,35 GHz (0,85 GHz) və 0,65-1,85 GHz (1,2 GHz) tezliklərində işləyir, nisbi bant genişliyi 91,9% və 96,0% təşkil edir. Kiçik ölçülü və geniş bant genişliyi xüsusiyyətlərinə əlavə olaraq, birinci və ikinci antenaların qazanc və səmərəliliyi müvafiq olaraq 5.3dBi və 85% (1GHz) və 5.7dBi və 90% (1.4GHz) təşkil edir.
Şəkil 10 Təklif olunan ikiqat E və üçlü E antenna strukturları.
4. Yuva antenası
CRLH-MTM antennasının aperturasını böyütmək üçün sadə üsul təklif edilmişdir, lakin onun antenanın ölçüsü demək olar ki, dəyişməmişdir. Şəkil 11-də göstərildiyi kimi, antena bir-birinə şaquli şəkildə yığılmış CRLH bloklarını ehtiva edir, bunlarda yamaqlar və menders xətləri var və yamaqda S formalı yuva var. Antenna CPW uyğunluğu ilə qidalanır və onun ölçüsü 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm-dir, 0,204λ0×0,375λ0×0,018λ0-a uyğundur, burada λ0 (3,5GHz) boş yerin dalğa uzunluğunu təmsil edir. Nəticələr göstərir ki, antenna 0,85-7,90 GHz tezlik diapazonunda işləyir və onun işləmə bant genişliyi 161,14% təşkil edir. Antenanın ən yüksək radiasiya qazancı və səmərəliliyi müvafiq olaraq 5,12dBi və ~80% olan 3,5GHz-də görünür.
Şəkil 11 Təklif olunan CRLH MTM slot antenası.
Antenalar haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün müraciət edin:
Göndərmə vaxtı: 30 avqust 2024-cü il
