2. Антенны системд MTM-TL-ийн хэрэглээ
Энэ хэсэгт хямд өртөгтэй, үйлдвэрлэхэд хялбар, жижигрүүлэх, өргөн зурвасын өргөн, өндөр ашиг ба үр ашиг, өргөн хүрээний сканнердах чадвар, бага профиль бүхий төрөл бүрийн антенны бүтцийг бий болгоход зориулсан хиймэл метаматериал TLs ба тэдгээрийн хамгийн түгээмэл бөгөөд хамааралтай хэрэглээнд анхаарлаа хандуулах болно. Тэдгээрийг доор авч үзэх болно.
1. Өргөн зурвасын болон олон давтамжийн антен
l урттай ердийн TL-д өнцгийн давтамж ω0 өгөгдсөн үед дамжуулах шугамын цахилгааны уртыг (эсвэл фазын) дараах байдлаар тооцоолж болно.
Энд vp нь дамжуулах шугамын фазын хурдыг илэрхийлнэ. Дээр дурдсанаас харахад зурвасын өргөн нь давтамжийн хувьд φ-ийн дериватив болох бүлгийн сааталтай яг таарч байна. Тиймээс дамжуулах шугамын урт богиносох тусам зурвасын өргөн өргөн болно. Өөрөөр хэлбэл, зурвасын өргөн ба дамжуулах шугамын үндсэн фазын хооронд урвуу хамаарал байдаг бөгөөд энэ нь дизайны онцлог юм. Энэ нь уламжлалт тархсан хэлхээнд ажиллах зурвасын өргөнийг хянахад хялбар биш гэдгийг харуулж байна. Энэ нь уламжлалт дамжуулах шугамын эрх чөлөөний зэрэглэлийн хязгаарлалттай холбоотой байж болно. Гэсэн хэдий ч ачааллын элементүүд нь метаматериал TL-д нэмэлт параметрүүдийг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд фазын хариу урвалыг тодорхой хэмжээгээр хянах боломжтой. Дамжуулах зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэхийн тулд тархалтын шинж чанарын ажлын давтамжийн ойролцоо ижил төстэй налуутай байх шаардлагатай. Хиймэл метаматериал TL нь энэ зорилгод хүрч чадна. Энэхүү аргад үндэслэн антенны зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх олон аргыг баримт бичигт санал болгож байна. Эрдэмтэд хуваах цагирагны резонатороор цэнэглэгдсэн хоёр өргөн зурвасын антенныг зохион бүтээж, үйлдвэрлэсэн (Зураг 7-г үз). Зураг 7-д үзүүлсэн үр дүнгээс харахад хуваах цагирагны резонаторыг ердийн монополь антенаар ачаалсны дараа бага резонансын давтамжийн горим өдөөгдөж байгааг харуулж байна. Хуваах цагирагны резонаторын хэмжээг монополь антентай ойролцоо резонансын түвшинд хүрэхийн тулд оновчтой болгосон. Үр дүн нь хоёр резонансын давхцах үед антенны зурвасын өргөн ба цацрагийн шинж чанар нэмэгддэг болохыг харуулж байна. Монополь антенны урт ба өргөн нь 0.25λ0×0.11λ0 ба 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz) бөгөөд хуваах цагираган резонатороор ачаалагдсан монополь антенны урт ба өргөн нь 0.29λ0×0.21λ0 (0.219GHz) байна. ), тус тус. Уламжлалт F хэлбэрийн антенн болон хуваах цагираган резонаторгүй T хэлбэрийн антеннуудын хувьд 5GHz-ийн зурваст хэмжсэн хамгийн өндөр ашиг ба цацрагийн үр ашиг нь 3.6dBi - 78.5% ба 3.9dBi - 80.2% байна. Хуваах цагираган резонатороор ачаалагдсан антенны хувьд эдгээр параметрүүд нь 6GHz зурваст 4dBi - 81.2% ба 4.4dBi - 83% байна. Монопол антенн дээр тохирох ачаалал болгон хуваах цагирагны резонаторыг хэрэгжүүлснээр 2.9GHz ~ 6.41GHz ба 2.6GHz ~ 6.6GHz зурвасуудыг дэмжиж, 75.4% ба ~87% фракцийн зурвасын өргөнтэй тохирч болно. Эдгээр үр дүн нь хэмжилтийн зурвасын өргөн нь ойролцоогоор тогтмол хэмжээтэй уламжлалт монополь антеннуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 2.4 дахин, 2.11 дахин сайжирсан болохыг харуулж байна.
Зураг 7. Хоёр өргөн зурвасын антеныг хуваах цагираган резонатороор ачаална.
Зураг 8-д үзүүлснээр авсаархан хэвлэсэн монополь антенны туршилтын үр дүнг үзүүлэв. S11≤- 10 дБ үед ажиллах зурвасын өргөн 185% (0.115-2.90 ГГц), 1.45 ГГц-т оргил ашиг болон цацрагийн үр ашиг тус тус 2.35 дБи ба 78.8% байна. Антенны зохион байгуулалт нь муруй шугаман цахилгаан хуваарилагчаар тэжээгддэг ар араасаа гурвалжин хуудасны бүтэцтэй төстэй. Таслагдсан GND нь тэжээгчийн доор байрлуулсан төв ишийг агуулдаг бөгөөд түүний эргэн тойронд дөрвөн задгай резонансын цагираг тархсан бөгөөд энэ нь антенны зурвасын өргөнийг өргөжүүлдэг. Антенн нь бараг бүх чиглэлд цацруулж, VHF ба S зурвасын ихэнхийг, мөн UHF болон L бүх зурвасыг хамардаг. Антенны физик хэмжээ нь 48.32×43.72×0.8 мм3, цахилгаан хэмжээ нь 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0 байна. Энэ нь жижиг хэмжээтэй, хямд өртөгтэй давуу талтай бөгөөд өргөн зурвасын утасгүй холбооны системд хэрэглэх боломжит боломжуудтай.
Зураг 8: хуваагдсан цагираг резонатороор ачаалагдсан монополийн антен.
Зураг 9-д хоёр хоолойгоор дамжуулан таслагдсан Т хэлбэрийн газрын хавтгайд газардуулсан хоёр хос холбосон мандер утас гогцооноос бүрдэх хавтгай антенны бүтцийг үзүүлэв. Антенны хэмжээ нь 38.5×36.6 мм2 (0.070λ0×0.067λ0) бөгөөд λ0 нь 0.55 GHz чөлөөт орон зайн долгионы урт юм. Антен нь 0.55 ~ 3.85 GHz давтамжийн зурваст E-хавтгайд бүх чиглэлд цацруулж, 2.35GHz-д хамгийн ихдээ 5.5dBi, үр ашиг нь 90.1% байна. Эдгээр функцууд нь санал болгож буй антенныг UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi, Bluetooth зэрэг төрөл бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Зураг 9 Санал болгож буй хавтгай антенны бүтэц.
2. Гоожсон долгионы антен (LWA)
Шинэ гоожиж долгионы антенн нь хиймэл метаматериал TL-ийг хэрэгжүүлэх үндсэн хэрэглээний нэг юм. Битүү долгионы антеннуудын хувьд фазын тогтмол β-ийн цацрагийн өнцөг (θm) ба цацрагийн хамгийн их өргөн (Δθ)-д үзүүлэх нөлөө дараах байдалтай байна.
L нь антенны урт, k0 нь чөлөөт орон зай дахь долгионы тоо, λ0 нь чөлөөт орон зай дахь долгионы урт юм. Зөвхөн |β| үед цацраг үүснэ гэдгийг анхаарна уу
3. Тэг эрэмбийн резонаторын антенн
CRLH метаматериалын өвөрмөц шинж чанар нь давтамж нь 0-тэй тэнцүү биш үед β нь 0 байж болно. Энэ шинж чанар дээр үндэслэн шинэ тэг эрэмбийн резонатор (ZOR) үүсгэж болно. β тэг байх үед бүх резонаторт фазын шилжилт үүсэхгүй. Учир нь фазын шилжилтийн тогтмол φ = - βd = 0. Үүнээс гадна резонанс нь зөвхөн реактив ачааллаас хамаарах ба бүтцийн уртаас үл хамаарна. Зураг 10-аас харахад санал болгож буй антенн нь E хэлбэрийн хоёр ба гурван нэгжийг ашиглах замаар хийгдсэн бөгөөд нийт хэмжээ нь 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 ба 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, долгионыг тус тус илэрхийлнэ. 500 МГц ба 650 МГц-ийн үйл ажиллагааны давтамж дахь чөлөөт зай. Антенн нь 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) ба 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) давтамжтайгаар ажилладаг бөгөөд харьцангуй зурвасын өргөн нь 91.9% ба 96.0% байна. Жижиг хэмжээтэй, өргөн зурвасын өргөнтэй байх шинж чанаруудаас гадна эхний болон хоёр дахь антенны ашиг тус, үр ашиг нь 5.3dBi ба 85% (1GHz), 5.7dBi ба 90% (1.4GHz) байна.
Зураг 10 Санал болгож буй давхар E ба гурвалсан E антенны бүтэц.
4. Слот антен
CRLH-MTM антенны нүхийг томруулах энгийн аргыг санал болгосон боловч түүний антенны хэмжээ бараг өөрчлөгдөөгүй байна. 11-р зурагт үзүүлснээр антенн нь өөр хоорондоо босоо байрлалтай CRLH хэсгүүдийг багтаасан бөгөөд тэдгээр нь нөхөөсүүд болон дотогшоо шугамуудыг агуулсан бөгөөд нөхөөс дээр S хэлбэрийн үүр байна. Антенн нь CPW-д тохирох stub-ээр тэжээгддэг бөгөөд түүний хэмжээ нь 17.5 мм × 32.15 мм × 1.6 мм бөгөөд 0.204λ0×0.375λ0×0.018λ0-тай тохирч, λ0 (3.5GHz) нь сул орон зайн долгионы уртыг илэрхийлнэ. Үр дүн нь антенн нь 0.85-7.90GHz давтамжийн зурваст ажилладаг бөгөөд түүний ажиллах зурвасын өргөн нь 161.14% байна. Антенны хамгийн өндөр цацрагийн ашиг ба үр ашиг нь 3.5 ГГц давтамжтай байдаг бөгөөд энэ нь 5.12dBi ба ~80% байна.
Зураг 11 Санал болгож буй CRLH MTM үүр антен.
Антенны талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсвэл зочилно уу:
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 30-ны хооронд
