Nûçe - Vekolînek antenên xeta veguheztinê yên li ser bingeha metamaterialan (Beş 2)

2. Sepana MTM-TL di Pergalên Antenna de
Ev beş dê balê bikişîne ser TL-yên metamaterialî yên sûnî û hin serîlêdanên wan ên herî gelemperî û têkildar ji bo pêkanîna strukturên cûrbecûr antenna bi lêçûnek kêm, çêkirina hêsan, piçûkkirin, bandfirehiya fireh, qezenc û karbidestiya bilind, kapasîteya şopandina berbelav û profîla kêm. Ew li jêr têne gotûbêj kirin.

1. Antên Broadband û pir-frequency
Di TLya tîpîk a bi dirêjahiya l de, dema ku frekansa goşeyî ω0 tê dayîn, dirêjahiya elektrîkê (an qonax) ya xeta veguheztinê bi vî rengî dikare were hesibandin:

Li ku derê vp leza qonaxê ya xeta veguheztinê temsîl dike. Wekî ku ji jor tê xuyang kirin, firehiya bandê ji nêz ve bi derengiya komê re têkildar e, ku bi rêzgirtina frekansê ve jêderê φ ye. Ji ber vê yekê, her ku dirêjahiya xeta veguheztinê kurtir dibe, berfê jî firehtir dibe. Bi gotinek din, têkiliyek berevajî di navbera berfê û qonaxa bingehîn a xeta veguheztinê de, ku sêwirana taybetî ye, heye. Ev destnîşan dike ku di çerxên belavbûyî yên kevneşopî de, kontrolkirina bandê ya xebitandinê ne hêsan e. Ev dikare bi tixûbên xetên veguheztina kevneşopî di warê dereceyên azadiyê de were hesibandin. Lêbelê, hêmanên barkirinê dihêle ku di TLyên metamaterial de parametreyên din werin bikar anîn, û bersiva qonaxê dikare heya radeyekê were kontrol kirin. Ji bo ku firehiya bandê zêde bibe, pêdivî ye ku meriv li nêzê frekansa xebitandinê ya taybetmendiyên belavbûnê bi heman rengî xwedan be. TL ya metamadê ya çêkirî dikare vê armancê pêk bîne. Li ser bingeha vê nêzîkatiyê, di kaxezê de gelek awayên ji bo zêdekirina berfê ya antênan têne pêşniyar kirin. Zanayan du antên bandên fireh ên ku bi resonatorên zengila perçebûyî hatine barkirin sêwirandin û çêkirine (binihêre Figure 7). Encamên ku di Xiflteya 7-ê de têne xuyang kirin destnîşan dikin ku piştî barkirina resonatora zengila dabeşkirî bi antena monopolê ya kevneşopî, moda frekansa resonant a kêm heyecan dibe. Mezinahiya resonatora zengila dabeşkirî xweşbîn e ku bigihîje rezonansek nêzî ya antenna monopolê. Encam destnîşan dikin ku dema ku her du resonans li hev werin, taybetmendiyên band û tîrêjê yên antenna zêde dibin. Dirêjî û firehiya antenna monopolê bi rêzê ve 0,25λ0×0,11λ0 û 0,25λ0×0,21λ0 (4GHz) ye, û dirêjî û firehiya antenna monopolê ya ku bi resonatora zengila perçebûyî ve hatî barkirin 0,29λ0×0,21λ0 (2,9λ0) ye. ), bi rêzê ve. Ji bo antenna bi şeklê F-ya adetî û antenna bi şeklê T-ya bê resonatora zengilê ya perçebûyî, bi rêzê ve 3,6 dBi - 78,5% û 3,9 dBi - 80,2% herî zêde qezenc û karîgeriya radyasyonê ya ku di band 5GHz de tê pîvandin. Ji bo antenna ku bi resonatorek zengila dabeşkirî ve hatî barkirin, ev pîvan bi rêzê 4dBi - 81,2% û 4,4dBi - 83%, di band 6GHz de ne. Bi pêkanîna resonatorek zengilê ya dabeşkirî wekî barek lihevhatî li ser antenna monopolê, bandên 2,9GHz ~ 6,41GHz û 2,6GHz ~ 6,6GHz dikarin werin piştgirî kirin, ku bi rêzdarî bi bandên fraksîyonî yên 75,4% û ~87% re têkildar in. Van encaman destnîşan dikin ku pêlava pîvanê bi qasî 2,4 carî û 2,11 carî li gorî antênên monopolê yên kevneşopî yên bi qebareya sabît çêtir dibe.

Figure 7. Du antên bandên fireh ku bi resonatorên zengila dabeşkirî hatine barkirin.

Wekî ku di jimar 8 de tê xuyang kirin, encamên ceribandinê yên antenna monopolê ya çapkirî ya kompakt têne destnîşan kirin. Dema ku S11≤- 10 dB, bandfirehiya xebitandinê% 185 (0,115-2,90 GHz) ye, û li 1,45 GHz, lûtkeya qezençkirin û tîrêjê bi rêzê 2,35 dBi û 78,8% e. Pîvana antenna dişibihe avahiyek pelê sêgoşeyî ya pişt-bi-paş e, ku ji hêla dabeşkerek hêzê ya curvilinear ve tê xwarin. GND-ya qutkirî stûnek navendî ya ku di binê fêkiyê de hatî danîn vedihewîne, û çar zengilên resonantê yên vekirî li dora wê têne belav kirin, ku ev bandûra antenna fireh dike. Antenna hema hema bi her alî ve radiweste, piraniya bendên VHF û S, û hemî bandên UHF û L vedigire. Mezinahiya fîzîkî ya antenna 48,32 × 43,72 × 0,8 mm3, û mezinahiya elektrîkê 0,235λ0×0,211λ0×0,003λ0 e. Ew xwedan avantajên mezinahiya piçûk û lêçûnek kêm e, û di pergalên pêwendiya bêhêl a fireh de xwedan perspektîfên serîlêdanê yên potansiyel e.

Figure 8: Antena monopolê ku bi resonatora zengila perçebûyî tê barkirin.

Wêneyê 9 avahiyek antenna plankirî nîşan dide ku ji du cot hêlînên têlên meander ên bi hev ve girêdayî ye ku bi du rêgezan ve bi balafirek axê ya bi şiklê T-ya qutkirî ve têne zexm kirin. Mezinahiya antenna 38,5 × 36,6 mm2 (0,070λ0 × 0,067λ0) ye, ku λ0 dirêjahiya pêla cîhê azad a 0,55 GHz e. Antenna di balafira E-yê de li band frekansa xebitandinê ya 0,55 ~ 3,85 GHz, bi 5,5 dBi herî zêde li 2,35 GHz û karîgerîyek 90,1% ji her alî ve radibe. Van taybetmendiyan antenna pêşniyarkirî ji bo sepanên cihêreng, di nav de UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi û Bluetooth re maqûl dike.

Hêjîrê 9 Struktura antenna plankirî ya pêşniyarkirî.

2. Antena Pêla Leaky (LWA)
Antena pêla pêlê ya nû yek ji serîlêdanên sereke ye ji bo pêkanîna TL-ya metamateriala sûnî. Ji bo antenên pêlên rijyayî, bandora qonaxa domdar β li ser goşeya tîrêjê (θm) û firehiya tîrêjê ya herî zêde (Δθ) wiha ye:

L dirêjahiya antenê ye, k0 hejmara pêlê ye li cîhê vala, λ0 jî dirêjahiya pêlê ye li cîhê vala. Bala xwe bidinê ku radyasyon tenê dema |β| çê dibe

3. Sifir-order antenna resonator
Taybetmendiyek yekta ya metamateriala CRLH ev e ku β dikare bibe 0 dema ku frekansa ne wekhevî sifir be. Li ser bingeha vê taybetmendiyê, resonatorek nû ya sifir (ZOR) dikare were çêkirin. Dema ku β sifir be, di tevahiya resonatorê de veguhertina qonaxê çê nabe. Ji ber ku guheztina qonaxê domdar φ = - βd = 0. Ji bilî vê, resonans tenê bi barkirina reaktîf ve girêdayî ye û ji dirêjahiya avahiyê serbixwe ye. Wêneyê 10 nîşan dide ku antenna pêşniyarkirî bi sepandina du û sê yekeyên bi şeklê E-yê hatî çêkirin, û mezinahiya giştî bi rêzdarî 0,017λ0 × 0,006λ0 × 0,001λ0 û 0,028λ0 × 0,008λ0 × 0,001λ0 e, ku wal0, bi rêzê ve, wavel0 temsîl dike. cîhê belaş di xebatê de frekansên 500 MHz û 650 MHz, rêzê. Antenna li frekansên 0,5-1,35 GHz (0,85 GHz) û 0,65-1,85 GHz (1,2 GHz), bi 91,9% û 96,0%. Ji bilî taybetmendiyên mezinahiya piçûk û berfê berfireh, qezenc û karîgeriya antên yekem û duyemîn bi rêzê 5.3dBi û 85% (1GHz) û 5.7dBi û 90% (1.4GHz) ne.

Hêjîrê 10 Strukturên antenna du-E û sê-E pêşniyar kirin.

4. Slot Antenna
Rêbazek hêsan ji bo mezinkirina dirûvê antenna CRLH-MTM hatîye pêşniyar kirin, lê mezinahiya antena wê hema hema nayê guhertin. Wekî ku di Figure 11-ê de tê xuyang kirin, antenna yekîneyên CRLH-ê yên ku li ser hevûdu veqetandî ne, ku di nav wan de xêz û xêzên meander hene, vedihewîne, û li ser paçê hêlînek bi teşeya S-yê heye. Antenna ji hêla stûyê CPW-ê ve tê xwarin, û mezinahiya wê 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm e, bi 0,204λ0×0,375λ0×0,018λ0 re têkildar e, ku λ0 (3,5 GHz) dirêjahiya pêlê ya cîhê azad nîşan dide. Encam nîşan didin ku antenna di bandê frekansa 0,85-7,90 GHz de dixebite, û firehiya wê ya xebatê %161,14 e. Zêdebûna tîrêjê û karbidestiya herî zêde ya antenna li 3.5GHz xuya dike, ku bi rêzê 5.12dBi û ~80% in.