Simsiz cihazların artan populyarlığı ilə məlumat xidmətləri sürətli inkişaf dövrünün yeni bir dövrünə qədəm qoyub ki, bu da məlumat xidmətlərinin partlayıcı artımı kimi də tanınır. Hazırda çox sayda tətbiq tədricən kompüterlərdən real vaxt rejimində daşınması və idarə olunması asan olan mobil telefonlar kimi simsiz cihazlara keçir, lakin bu vəziyyət həmçinin məlumat trafikinin sürətli artmasına və bant genişliyi resurslarının çatışmazlığına səbəb olub. Statistikaya görə, bazarda məlumat ötürmə sürəti növbəti 10-15 ildə Gbps və ya hətta Tbps-ə çata bilər. Hazırda THz rabitəsi Gbps məlumat ötürmə sürətinə çatıb, Tbps məlumat ötürmə sürəti isə hələ də inkişafın ilkin mərhələsindədir. Əlaqəli bir məqalədə THz diapazonuna əsaslanan Gbps məlumat ötürmə sürətlərindəki son irəliləyişlər sadalanır və Tbps-in polyarizasiya multipleksləşdirilməsi yolu ilə əldə edilə biləcəyi proqnozlaşdırılır. Buna görə də, məlumat ötürmə sürətini artırmaq üçün mümkün bir həll yolu mikrodalğalı və infraqırmızı işıq arasındakı "boş sahədə" olan yeni bir tezlik diapazonu, yəni terahers diapazonu hazırlamaqdır. 2019-cu ildə keçirilən Beynəlxalq Radiorabitə Birliyinin (BRB) Dünya Radiorabitə Konfransında (WRC-19) 275-450 GHz tezlik diapazonu stasionar və quru mobil xidmətləri üçün istifadə edilmişdir. Terahers simsiz rabitə sistemlərinin bir çox tədqiqatçının diqqətini cəlb etdiyi görünür.
Terahers elektromaqnit dalğaları ümumiyyətlə 0,1-10THz (1THz=1012Hz) tezlik diapazonu və 0,03-3 mm dalğa uzunluğu kimi müəyyən edilir. IEEE standartına görə, terahers dalğaları 0,3-10THz kimi müəyyən edilir. Şəkil 1-də göstərilir ki, terahers tezlik diapazonu mikrodalğalı və infraqırmızı işıq arasındadır.
Şəkil 1 THz tezlik diapazonunun sxematik diaqramı.
Terahers Antenlərinin İnkişafı
Terahers tədqiqatları 19-cu əsrdə başlasa da, o dövrdə müstəqil bir sahə kimi öyrənilməmişdir. Terahers şüalanması üzrə tədqiqatlar əsasən uzaq infraqırmızı diapazona yönəlmişdi. Tədqiqatçılar millimetr dalğa tədqiqatlarını terahers diapazonuna qədər inkişaf etdirməyə və ixtisaslaşmış terahers texnologiyası tədqiqatları aparmağa yalnız 20-ci əsrin ortalarından sonlarına qədər başlamışdılar.
1980-ci illərdə terahers radiasiya mənbələrinin meydana çıxması terahers dalğalarının praktik sistemlərdə tətbiqini mümkün etdi. 21-ci əsrdən bəri simsiz rabitə texnologiyası sürətlə inkişaf etmiş və insanların informasiyaya olan tələbatı və rabitə avadanlıqlarının artması rabitə məlumatlarının ötürmə sürətinə daha sərt tələblər irəli sürmüşdür. Buna görə də, gələcək rabitə texnologiyasının çətinliklərindən biri bir yerdə saniyədə gigabit yüksək məlumat ötürmə sürəti ilə işləməkdir. Hazırkı iqtisadi inkişaf şəraitində spektr resursları getdikcə azalmağa başlayıb. Lakin, insanların rabitə tutumu və sürətinə olan tələbləri sonsuzdur. Spektr tıxanması problemi üçün bir çox şirkət məkan multipleksləşdirməsi vasitəsilə spektr səmərəliliyini və sistem tutumunu artırmaq üçün çoxgirişli çoxçıxışlı (MIMO) texnologiyasından istifadə edir. 5G şəbəkələrinin inkişafı ilə hər bir istifadəçinin məlumat bağlantısı sürəti Gbps-i keçəcək və baza stansiyalarının məlumat trafiki də əhəmiyyətli dərəcədə artacaq. Ənənəvi millimetr dalğalı rabitə sistemləri üçün mikrodalğalı bağlantılar bu nəhəng məlumat axınlarını idarə edə bilməyəcək. Bundan əlavə, görmə xəttinin təsiri səbəbindən infraqırmızı rabitənin ötürmə məsafəsi qısadır və onun rabitə avadanlığının yeri sabitdir. Buna görə də, mikrodalğalı və infraqırmızı arasında olan THz dalğaları yüksək sürətli rabitə sistemləri qurmaq və THz bağlantılarından istifadə etməklə məlumat ötürmə sürətini artırmaq üçün istifadə edilə bilər.
Terahers dalğaları daha geniş rabitə bant genişliyi təmin edə bilər və onun tezlik diapazonu mobil rabitənin tezlik diapazonundan təxminən 1000 dəfə çoxdur. Buna görə də, ultra yüksək sürətli simsiz rabitə sistemlərinin qurulması üçün THz-dən istifadə yüksək məlumat ötürmə sürətləri probleminə ümidverici bir həlldir və bu da bir çox tədqiqat qruplarının və sənaye sahələrinin marağını cəlb etmişdir. 2017-ci ilin sentyabr ayında 252-325 GHz aşağı THz tezlik diapazonunda nöqtədən-nöqtəyə məlumat mübadiləsini təyin edən ilk THz simsiz rabitə standartı IEEE 802.15.3d-2017 buraxıldı. Alternativ fiziki təbəqə (PHY) müxtəlif bant genişliklərində 100 Gbit/s-ə qədər məlumat ötürmə sürətinə nail ola bilər.
İlk uğurlu 0,12 THz THz rabitə sistemi 2004-cü ildə, 0,3 THz THz rabitə sistemi isə 2013-cü ildə tətbiq edilmişdir. Cədvəl 1-də 2004-cü ildən 2013-cü ilə qədər Yaponiyada terahers rabitə sistemlərinin tədqiqat irəliləyişi sadalanır.
Cədvəl 1 2004-cü ildən 2013-cü ilə qədər Yaponiyada terahers rabitə sistemlərinin tədqiqat irəliləyişi
2004-cü ildə hazırlanmış rabitə sisteminin antenna quruluşu 2005-ci ildə Nippon Telegraph and Phone Corporation (NTT) tərəfindən ətraflı təsvir edilmişdir. Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, antenna konfiqurasiyası iki halda təqdim edilmişdir.
Şəkil 2 Yaponiyanın NTT 120 GHz simsiz rabitə sisteminin sxematik diaqramı
Sistem fotoelektrik çevrilmə və antenanı birləşdirir və iki iş rejimini qəbul edir:
1. Yaxın məsafəli qapalı mühitdə, qapalı məkanda istifadə edilən planar antenna ötürücüsü, Şəkil 2(a)-da göstərildiyi kimi, tək xətli daşıyıcı fotodiod (UTC-PD) çipindən, planar yuvalı antennadan və silikon linzadan ibarətdir.
2. Uzaq mənzilli açıq mühitdə, böyük ötürmə itkisinin və detektorun aşağı həssaslığının təsirini yaxşılaşdırmaq üçün ötürücü antenanın yüksək qazanc əmsalı olmalıdır. Mövcud terahers antenası 50 dBi-dən çox qazanc əmsalı olan Qaus optik linzasından istifadə edir. Qidalandırıcı buynuz və dielektrik linza kombinasiyası Şəkil 2(b)-də göstərilmişdir.
NTT, 0,12 THz rabitə sistemi inkişaf etdirməklə yanaşı, 2012-ci ildə 0,3 THz rabitə sistemi də inkişaf etdirmişdir. Davamlı optimallaşdırma sayəsində ötürmə sürəti 100 Gbps-ə qədər ola bilər. Cədvəl 1-dən göründüyü kimi, terahers rabitəsinin inkişafına böyük töhfə vermişdir. Lakin, mövcud tədqiqat işlərinin aşağı işləmə tezliyi, böyük ölçü və yüksək qiymət kimi mənfi cəhətləri var.
Hazırda istifadə olunan terahers antenalarının əksəriyyəti millimetr dalğalı antenalardan modifikasiya olunub və terahers antenalarında az yenilik var. Buna görə də, terahers rabitə sistemlərinin işini yaxşılaşdırmaq üçün vacib bir vəzifə terahers antenalarını optimallaşdırmaqdır. Cədvəl 2-də Almaniya THz rabitəsinin tədqiqat irəliləyişi sadalanır. Şəkil 3 (a) fotonika və elektronikanı birləşdirən nümayəndəli THz simsiz rabitə sistemi göstərilir. Şəkil 3 (b)-də külək tunelinin sınaq səhnəsi göstərilir. Almaniyadakı mövcud tədqiqat vəziyyətinə əsasən, onun tədqiqat və inkişafının aşağı işləmə tezliyi, yüksək qiymət və aşağı səmərəlilik kimi çatışmazlıqları da var.
Cədvəl 2 Almaniyada THz rabitəsinin tədqiqat irəliləyişi
Şəkil 3 Külək tunelinin sınaq səhnəsi
CSIRO İKT Mərkəzi həmçinin THz qapalı simsiz rabitə sistemləri üzərində tədqiqatlara başlayıb. Mərkəz Şəkil 4-də göstərildiyi kimi, il və rabitə tezliyi arasındakı əlaqəni araşdırıb. Şəkil 4-dən göründüyü kimi, 2020-ci ilə qədər simsiz rabitə üzrə tədqiqatlar THz diapazonuna meyllidir. Radio spektrindən istifadə edən maksimum rabitə tezliyi hər iyirmi ildən bir təxminən on dəfə artır. Mərkəz THz antenalarına olan tələblər barədə tövsiyələr verib və THz rabitə sistemləri üçün buynuz və linzalar kimi ənənəvi antenaları təklif edib. Şəkil 5-də göstərildiyi kimi, iki buynuzlu anten müvafiq olaraq 0,84THz və 1,7THz tezliyində işləyir, sadə quruluşa və yaxşı Qaus şüası performansına malikdir.
Şəkil 4 İl və tezlik arasındakı əlaqə
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Şəkil 5 İki növ buynuzlu anten
Amerika Birləşmiş Ştatları terahers dalğalarının emissiyası və aşkarlanması ilə bağlı geniş tədqiqatlar aparmışdır. Məşhur terahers tədqiqat laboratoriyalarına Reaktiv Hərəkət Laboratoriyası (JPL), Stanford Xətti Sürətləndirici Mərkəzi (SLAC), ABŞ Milli Laboratoriyası (LLNL), Milli Aeronavtika və Kosmik Administrasiyası (NASA), Milli Elm Fondu (NSF) və s. daxildir. Terahers tətbiqləri üçün yeni terahers antenaları, məsələn, bantlı antenaları və tezlik şüası idarəetmə antenaları hazırlanmışdır. Terahers antenalarının inkişafına əsasən, Şəkil 6-da göstərildiyi kimi, hazırda terahers antenaları üçün üç əsas dizayn ideyası əldə edə bilərik.
Şəkil 6 Terahers antenləri üçün üç əsas dizayn ideyası
Yuxarıdakı təhlil göstərir ki, bir çox ölkələr terahers antenalarına böyük diqqət yetirsələr də, bu, hələ də ilkin tədqiqat və inkişaf mərhələsindədir. Yüksək yayılma itkisi və molekulyar udma səbəbindən THz antenaları adətən ötürmə məsafəsi və əhatə dairəsi ilə məhdudlaşır. Bəzi tədqiqatlar THz diapazonunda daha aşağı işləmə tezliklərinə diqqət yetirir. Mövcud terahers antena tədqiqatları əsasən dielektrik linza antenaları və s. istifadə etməklə qazancın artırılmasına və müvafiq alqoritmlərdən istifadə etməklə rabitə səmərəliliyinin artırılmasına yönəlmişdir. Bundan əlavə, terahers antena qablaşdırmasının səmərəliliyinin necə artırılması da çox aktual məsələdir.
Ümumi THz antenaları
THZ antenalarının bir çox növü mövcuddur: konik boşluqlu dipol antenaları, künc əks etdirici massivləri, bantlı dipollar, dielektrik linzalı müstəvi antenaları, THZ mənbəyi radiasiya mənbələri yaratmaq üçün fotokeçirici antenaları, buynuzlu antenaları, qrafen materiallarına əsaslanan THZ antenaları və s. THZ antenalarının hazırlanmasında istifadə olunan materiallara görə, onları təxminən metal antenalara (əsasən buynuzlu antenalara), dielektrik antenalara (linza antenalarına) və yeni material antenalarına bölmək olar. Bu bölmədə əvvəlcə bu antenaların ilkin təhlili verilir, sonra isə növbəti bölmədə beş tipik THZ antena ətraflı təqdim olunur və dərindən təhlil edilir.
1. Metal antenalar
Buynuzlu anten, THz diapazonunda işləmək üçün hazırlanmış tipik bir metal antendir. Klassik millimetr dalğa qəbuledicisinin antenası konik buynuzdur. Büzməli və ikili rejimli antenalar bir çox üstünlüklərə malikdir, o cümlədən fırlanma baxımından simmetrik şüalanma nümunələri, 20-30 dBi yüksək qazanc və -30 dB aşağı çarpaz polyarizasiya səviyyəsi və 97% -98% birləşmə səmərəliliyi. İki buynuzlu antenanın mövcud bant genişliyi müvafiq olaraq 30%-40% və 6%-8% təşkil edir.
Terahers dalğalarının tezliyi çox yüksək olduğundan, buynuz antenasının ölçüsü çox kiçikdir ki, bu da buynuzun emalını, xüsusən də antenna massivlərinin dizaynında çox çətinləşdirir və emal texnologiyasının mürəkkəbliyi həddindən artıq xərclərə və məhdud istehsala səbəb olur. Mürəkkəb buynuz dizaynının alt hissəsinin istehsalında çətinlik çəkdiyinə görə, adətən konik və ya konik buynuz şəklində sadə buynuz antenasından istifadə olunur ki, bu da xərcləri və prosesin mürəkkəbliyini azalda bilər və antenanın radiasiya performansı yaxşı saxlanıla bilər.
Digər bir metal antenna, Şəkil 7-də göstərildiyi kimi, 1,2 mikron dielektrik filmə inteqrasiya olunmuş və silikon lövhə üzərində həkk olunmuş uzununa boşluqda asılmış səyahət dalğası antenasından ibarət olan səyahət dalğası piramidası antenadır. Bu antenna Şottki diodları ilə uyğun olan açıq bir quruluşdur. Nisbətən sadə quruluşu və aşağı istehsal tələblərinə görə, ümumiyyətlə 0,6 THz-dən yuxarı tezlik diapazonlarında istifadə edilə bilər. Lakin, antenanın yan lob səviyyəsi və çarpaz polyarizasiya səviyyəsi yüksəkdir, bu, ehtimal ki, açıq quruluşuna görədir. Buna görə də, onun birləşmə səmərəliliyi nisbətən aşağıdır (təxminən 50%).
Şəkil 7 Səyyar dalğa piramidal antenası
2. Dielektrik anten
Dielektrik antenna dielektrik substrat və antenna radiatorunun birləşməsidir. Düzgün dizayn sayəsində dielektrik antenna detektorla impedans uyğunluğuna nail ola bilər və sadə proses, asan inteqrasiya və aşağı qiymət üstünlüklərinə malikdir. Son illərdə tədqiqatçılar terahers dielektrik antennalarının aşağı impedanslı detektorlarına uyğunlaşa bilən bir neçə darzolaqlı və genişzolaqlı yan antena hazırlamışlar: Şəkil 8-də göstərildiyi kimi, kəpənək antennası, ikiqat U formalı antenna, logarifmik dövri antenna və logarifmik dövri sinusoidal antenna. Bundan əlavə, daha mürəkkəb antenna həndəsələri genetik alqoritmlər vasitəsilə dizayn edilə bilər.
Şəkil 8 Dörd növ planar anten
Lakin, dielektrik anten dielektrik substratla birləşdirildiyi üçün, tezlik THz diapazonuna meyl etdikdə səth dalğası effekti yaranacaq. Bu ölümcül çatışmazlıq antenanın işləmə zamanı çoxlu enerji itirməsinə və antenanın şüalanma səmərəliliyinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olacaq. Şəkil 9-da göstərildiyi kimi, antenanın şüalanma bucağı kəsmə bucağından böyük olduqda, onun enerjisi dielektrik substratda məhdudlaşır və substrat rejimi ilə birləşir.
Şəkil 9 Anten səthi dalğa effekti
Substratın qalınlığı artdıqca yüksək dərəcəli rejimlərin sayı artır və antenna ilə substrat arasındakı əlaqə artır və bu da enerji itkisinə səbəb olur. Səth dalğası effektini zəiflətmək üçün üç optimallaşdırma sxemi mövcuddur:
1) Elektromaqnit dalğalarının şüa əmələ gətirmə xüsusiyyətlərindən istifadə edərək gücləndirməni artırmaq üçün antenaya linza yükləyin.
2) Elektromaqnit dalğalarının yüksək dərəcəli rejimlərinin yaranmasının qarşısını almaq üçün substratın qalınlığını azaldın.
3) Substrat dielektrik materialını elektromaqnit zolaq boşluğu (EBG) ilə əvəz edin. EBG-nin fəza filtrasiya xüsusiyyətləri yüksək dərəcəli rejimləri boğmağa qadirdir.
3. Yeni material antenləri
Yuxarıda göstərilən iki antenadan əlavə, yeni materiallardan hazırlanmış terahers antena da mövcuddur. Məsələn, 2006-cı ildə Jin Hao və digərləri karbon nanotüp dipol antenasını təklif etdilər. Şəkil 10 (a)-da göstərildiyi kimi, dipol metal materiallar əvəzinə karbon nanotüplərindən hazırlanır. O, karbon nanotüp dipol antenasının infraqırmızı və optik xüsusiyyətlərini diqqətlə araşdırdı və giriş empedansı, cərəyan paylanması, qazanc, səmərəlilik və radiasiya nümunəsi kimi sonlu uzunluqlu karbon nanotüp dipol antenasının ümumi xüsusiyyətlərini müzakirə etdi. Şəkil 10 (b) giriş empedansı ilə karbon nanotüp dipol antenasının tezliyi arasındakı əlaqəni göstərir. Şəkil 10 (b)-də göründüyü kimi, giriş empedansının xəyali hissəsi daha yüksək tezliklərdə çoxlu sıfırlara malikdir. Bu, antenanın müxtəlif tezliklərdə çoxlu rezonans əldə edə biləcəyini göstərir. Aydındır ki, karbon nanotüp antena müəyyən bir tezlik diapazonunda (aşağı THz tezlikləri) rezonans nümayiş etdirir, lakin bu diapazondan kənarda tamamilə rezonans yarada bilmir.
Şəkil 10 (a) Karbon nanotüp dipol antenası. (b) Giriş impedansı-tezlik əyrisi
2012-ci ildə Samir F. Mahmud və Ayed R. Əl-Əcmi karbon nanotublarına əsaslanan yeni terahers antenna quruluşu təklif etdilər ki, bu da iki dielektrik təbəqəyə bükülmüş karbon nanotubları dəstəsindən ibarətdir. Daxili dielektrik təbəqə dielektrik köpük təbəqəsi, xarici dielektrik təbəqə isə metamaterial təbəqəsidir. Xüsusi struktur Şəkil 11-də göstərilmişdir. Testlər vasitəsilə antenanın radiasiya performansı tək divarlı karbon nanotubları ilə müqayisədə yaxşılaşdırılmışdır.
Şəkil 11 Karbon nanotüplərinə əsaslanan yeni terahers antenna
Yuxarıda təklif olunan yeni material terahers antenaları əsasən üçölçülüdür. Antenin bant genişliyini artırmaq və konformal antenalar yaratmaq üçün düz qrafen antenaları geniş diqqət çəkib. Qrafen əla dinamik davamlı idarəetmə xüsusiyyətlərinə malikdir və qərəz gərginliyini tənzimləməklə səth plazması yarada bilər. Səth plazması müsbət dielektrik sabit substratlar (məsələn, Si, SiO2 və s.) və mənfi dielektrik sabit substratlar (məsələn, qiymətli metallar, qrafen və s.) arasındakı sərhəddə mövcuddur. Qiymətli metallar və qrafen kimi keçiricilərdə çox sayda "sərbəst elektron" mövcuddur. Bu sərbəst elektronlara plazma da deyilir. Keçiricidəki daxili potensial sahəsinə görə bu plazmalar sabit vəziyyətdədir və xarici dünya tərəfindən narahat edilmir. Düşən elektromaqnit dalğa enerjisi bu plazmalara qoşulduqda, plazmalar sabit vəziyyətdən yayınacaq və titrəyəcək. Çevrilmədən sonra elektromaqnit rejimi sərhəddə eninə maqnit dalğası əmələ gətirir. Drude modeli tərəfindən metal səth plazmasının dispersiya əlaqəsinin təsvirinə görə, metallar təbii olaraq boş məkanda elektromaqnit dalğaları ilə birləşə və enerjini çevirə bilməzlər. Səth plazma dalğalarını həyəcanlandırmaq üçün digər materiallardan istifadə etmək lazımdır. Səth plazma dalğaları metal-substrat sərhədinin paralel istiqamətində sürətlə parçalanır. Metal keçirici səthə perpendikulyar istiqamətdə keçirdikdə, dəri effekti yaranır. Aydındır ki, antenanın kiçik ölçüsü səbəbindən yüksək tezlikli diapazonda dəri effekti yaranır ki, bu da antenin performansının kəskin şəkildə aşağı düşməsinə səbəb olur və terahers antenalarının tələblərinə cavab verə bilmir. Qrafenin səth plazmonu nəinki daha yüksək bağlanma qüvvəsinə və daha aşağı itkiyə malikdir, həm də davamlı elektrik tənzimləməsini dəstəkləyir. Bundan əlavə, qrafen terahers diapazonunda mürəkkəb keçiriciliyə malikdir. Buna görə də, yavaş dalğa yayılması terahers tezliklərində plazma rejimi ilə əlaqədardır. Bu xüsusiyyətlər qrafenin terahers diapazonundakı metal materialları əvəz etmək imkanını tam şəkildə nümayiş etdirir.
Qrafen səth plazmonlarının polyarizasiya davranışına əsaslanaraq, Şəkil 12 yeni bir zolaqlı antena növünü göstərir və qrafendə plazma dalğalarının yayılma xüsusiyyətlərinin zolaq forması təklif edir. Tənzimlənən antena zolağının dizaynı yeni material terahers antenalarının yayılma xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün yeni bir yol təqdim edir.
Şəkil 12 Yeni zolaqlı anten
Vahidin yeni material terahers antenna elementlərini araşdırmaqla yanaşı, qrafen nanopatch terahers antennaları da terahers çoxgirişli çoxçıxışlı antenna rabitə sistemləri qurmaq üçün massivlər kimi dizayn edilə bilər. Anten strukturu Şəkil 13-də göstərilmişdir. Qrafen nanopatch antenalarının unikal xüsusiyyətlərinə əsasən, antenna elementləri mikron miqyaslı ölçülərə malikdir. Kimyəvi buxar çöküntüsü nazik nikel təbəqəsində müxtəlif qrafen təsvirlərini birbaşa sintez edir və onları istənilən substrata ötürür. Müvafiq sayda komponent seçməklə və elektrostatik qərəz gərginliyini dəyişdirməklə şüalanma istiqaməti effektiv şəkildə dəyişdirilə bilər və bu da sistemi yenidən konfiqurasiya edilə bilən hala gətirir.
Şəkil 13 Qrafen nanopatch terahers antenna massivi
Yeni materialların tədqiqi nisbətən yeni bir istiqamətdir. Materialların innovasiyasının ənənəvi antenaların məhdudiyyətlərini aradan qaldıracağı və yenidən konfiqurasiya edilə bilən metamateriallar, ikiölçülü (2D) materiallar və s. kimi müxtəlif yeni antenaların hazırlanmasına səbəb olacağı gözlənilir. Lakin, bu tip antena əsasən yeni materialların innovasiyasından və proses texnologiyasının inkişafından asılıdır. Hər halda, terahers antenalarının inkişafı terahers antenalarının yüksək qazanc, aşağı qiymət və geniş bant genişliyi tələblərinə cavab vermək üçün innovativ materiallar, dəqiq emal texnologiyası və yeni dizayn strukturları tələb edir.
Aşağıda üç növ terahers antenasının əsas prinsipləri təqdim olunur: metal antenaları, dielektrik antenaları və yeni material antenaları, eləcə də onların fərqləri, üstünlükləri və çatışmazlıqları təhlil edilir.
1. Metal antenna: Həndəsə sadədir, emalı asandır, nisbətən aşağı qiymətə malikdir və substrat materiallarına tələblər azdır. Bununla belə, metal antennalar antenin mövqeyini tənzimləmək üçün mexaniki üsuldan istifadə edir ki, bu da səhvlərə meyllidir. Tənzimləmə düzgün aparılmazsa, antenin performansı xeyli azalacaq. Metal antennanın ölçüsü kiçik olsa da, onu planar dövrə ilə yığmaq çətindir.
2. Dielektrik antenna: Dielektrik antenna aşağı giriş empedansına malikdir, aşağı empedans detektoru ilə uyğunlaşdırılması asandır və müstəvi dövrə ilə qoşulması nisbətən asandır. Dielektrik antennaların həndəsi formalarına kəpənək forması, ikiqat U forması, ənənəvi loqarifmik forma və loqarifmik dövri sinus forması daxildir. Bununla belə, dielektrik antennaların da ölümcül bir qüsuru var, yəni qalın substratın yaratdığı səth dalğası effekti. Həll yolu linza yükləmək və dielektrik substratı EBG strukturu ilə əvəz etməkdir. Hər iki həll yolu proses texnologiyasının və materialların innovasiyasını və davamlı təkmilləşdirilməsini tələb edir, lakin onların əla performansı (məsələn, çoxistiqamətlilik və səth dalğasının basdırılması) terahers antenalarının tədqiqi üçün yeni ideyalar təqdim edə bilər.
3. Yeni material antenaları: Hazırda karbon nanotublarından hazırlanmış yeni dipol antenaları və metamateriallardan hazırlanmış yeni antena strukturları meydana çıxmışdır. Yeni materiallar yeni performans irəliləyişləri gətirə bilər, lakin əsas məqam materialşünaslığın innovasiyasıdır. Hazırda yeni material antenaları üzərində tədqiqatlar hələ də tədqiqat mərhələsindədir və bir çox əsas texnologiyalar kifayət qədər yetkin deyil.
Xülasə, dizayn tələblərinə uyğun olaraq müxtəlif növ terahers antenaları seçilə bilər:
1) Sadə dizayn və aşağı istehsal dəyəri tələb olunarsa, metal antenalar seçilə bilər.
2) Yüksək inteqrasiya və aşağı giriş empedansı tələb olunarsa, dielektrik antenalar seçilə bilər.
3) Performansda irəliləyiş tələb olunarsa, yeni material antenləri seçilə bilər.
Yuxarıda göstərilən dizaynlar da müəyyən tələblərə uyğun olaraq tənzimlənə bilər. Məsələn, daha çox üstünlük əldə etmək üçün iki növ anten birləşdirilə bilər, lakin montaj metodu və dizayn texnologiyası daha sərt tələblərə cavab verməlidir.
Antenlər haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün zəhmət olmasa, ziyarət edin:
Yazı vaxtı: 02 Avqust 2024
