2. Ohun elo ti MTM-TL ni Antenna Systems
Abala yii yoo dojukọ awọn TLs metamaterial atọwọda ati diẹ ninu awọn ohun elo wọn ti o wọpọ julọ ati awọn ohun elo ti o yẹ fun riri ọpọlọpọ awọn ẹya eriali pẹlu idiyele kekere, iṣelọpọ irọrun, miniaturization, bandiwidi jakejado, ere giga ati ṣiṣe, agbara ibojuwo jakejado ati profaili kekere. Wọn ti wa ni sísọ ni isalẹ.
1. Broadband ati olona-igbohunsafẹfẹ eriali
Ninu TL aṣoju pẹlu ipari ti l, nigbati a ba fun igbohunsafẹfẹ angula ω0, gigun itanna (tabi apakan) ti laini gbigbe le ṣe iṣiro bi atẹle:
Nibo vp ṣe aṣoju iyara alakoso ti laini gbigbe. Gẹgẹbi a ti le rii lati oke, bandiwidi naa ni ibamu ni pẹkipẹki si idaduro ẹgbẹ, eyiti o jẹ itọsẹ ti φ pẹlu ọwọ si igbohunsafẹfẹ. Nitorinaa, bi gigun laini gbigbe di kukuru, bandiwidi tun di gbooro. Ni awọn ọrọ miiran, ibatan onidakeji wa laarin bandiwidi ati apakan ipilẹ ti laini gbigbe, eyiti o jẹ apẹrẹ ni pato. Eyi fihan pe ni awọn iyika pinpin ibile, bandiwidi iṣẹ ko rọrun lati ṣakoso. Eyi le jẹ iyasọtọ si awọn idiwọn ti awọn laini gbigbe ibile ni awọn ofin ti awọn iwọn ti ominira. Sibẹsibẹ, awọn eroja ikojọpọ gba awọn aye afikun laaye lati lo ni awọn TLs metamaterial, ati pe idahun alakoso le ni iṣakoso si iwọn kan. Lati le mu bandiwidi pọ si, o jẹ dandan lati ni iru ite kan nitosi igbohunsafẹfẹ iṣiṣẹ ti awọn abuda pipinka. Metamaterial Artificial TL le ṣaṣeyọri ibi-afẹde yii. Da lori ọna yii, ọpọlọpọ awọn ọna fun imudara bandiwidi ti awọn eriali ni a dabaa ninu iwe naa. Awọn ọmọ ile-iwe ti ṣe apẹrẹ ati ṣe awọn eriali àsopọmọBurọọdubandi meji ti o kojọpọ pẹlu awọn atunṣe oruka pipin (wo Nọmba 7). Awọn esi ti o han ni Figure 7 fihan wipe lẹhin ikojọpọ awọn pipin oruka resonator pẹlu mora monopole eriali, a kekere resonant igbohunsafẹfẹ mode yiya. Iwọn resonator oruka pipin ti wa ni iṣapeye lati ṣaṣeyọri resonance kan ti o sunmọ ti eriali monopole. Awọn esi ti fihan pe nigbati awọn meji resonances pekinreki, awọn bandiwidi ati Ìtọjú abuda kan ti eriali ti wa ni pọ. Gigun ati iwọn ti eriali monopole jẹ 0.25λ0 × 0.11λ0 ati 0.25λ0 × 0.21λ0 (4GHz), ni atele, ati ipari ati iwọn ti eriali monopole ti o ti kojọpọ pẹlu atunṣe oruka pipin jẹ 0.29λ0 × 0.21λ0 (2.9GHz) ), lẹsẹsẹ. Fun eriali F-apẹrẹ ti aṣa ati eriali T-sókè laisi ipin resonator oruka, ere ti o ga julọ ati ṣiṣe itọsi ti a ṣe iwọn ni ẹgbẹ 5GHz jẹ 3.6dBi - 78.5% ati 3.9dBi - 80.2%, lẹsẹsẹ. Fun eriali ti kojọpọ pẹlu ipin resonator oruka, awọn paramita wọnyi jẹ 4dBi - 81.2% ati 4.4dBi - 83%, ni atele, ninu ẹgbẹ 6GHz. Nipa imuse atunṣe oruka pipin bi fifuye ti o baamu lori eriali monopole, 2.9GHz ~ 6.41GHz ati awọn ẹgbẹ 2.6GHz ~ 6.6GHz le ṣe atilẹyin, ni ibamu si awọn bandiwidi ida ti 75.4% ati ~ 87%, lẹsẹsẹ. Awọn abajade wọnyi fihan pe bandiwidi wiwọn ti ni ilọsiwaju nipasẹ isunmọ awọn akoko 2.4 ati awọn akoko 2.11 ni akawe si awọn eriali monopole ibile ti isunmọ iwọn ti o wa titi.
olusin 7. Meji àsopọmọBurọọdubandi eriali ti kojọpọ pẹlu pipin-oruka resonators.
Bi o han ni Figure 8, awọn esiperimenta esiperimenta ti awọn iwapọ tejede monopole eriali ti han. Nigbati S11≤- 10 dB, bandiwidi iṣẹ jẹ 185% (0.115-2.90 GHz), ati ni 1.45 GHz, ere ti o ga julọ ati ṣiṣe itọsẹ jẹ 2.35 dBi ati 78.8%, lẹsẹsẹ. Ifilelẹ ti eriali naa jọra si igbekalẹ dì onigun mẹta ti ẹhin-si-ẹhin, eyiti o jẹ ifunni nipasẹ pipin agbara curvilinear. GND truncated ni a aringbungbun stub gbe labẹ awọn atokan, ati mẹrin ìmọ resonant oruka pin ni ayika ti o, eyi ti o gbooro bandiwidi ti awọn eriali. Eriali naa n tan kaakiri ni gbogbo ọna, ti o bo pupọ julọ awọn ẹgbẹ VHF ati S, ati gbogbo awọn ẹgbẹ UHF ati L. Iwọn ti ara ti eriali jẹ 48.32 × 43.72 × 0.8 mm3, ati iwọn itanna jẹ 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0. O ni awọn anfani ti iwọn kekere ati idiyele kekere, ati pe o ni awọn asesewa ohun elo ti o pọju ni awọn ọna ibaraẹnisọrọ alailowaya àsopọmọBurọọdubandi.
olusin 8: Monopole eriali ti kojọpọ pẹlu pipin oruka resonator.
olusin 9 fihan eto eriali ero kan ti o ni awọn orisii meji ti awọn iyipo okun waya onirin ti o ni asopọ ti o wa lori ilẹ si ọkọ ofurufu ilẹ T ti o ge ge nipasẹ awọn ọna meji. Iwọn eriali naa jẹ 38.5 × 36.6 mm2 (0.070λ0 × 0.067λ0), nibiti λ0 jẹ igbi aaye ọfẹ ti 0.55 GHz. Eriali radiates omnidirectionally ni E-ofurufu ninu awọn ọna igbohunsafẹfẹ iye ti 0.55 ~ 3.85 GHz, pẹlu kan ti o pọju ere ti 5.5dBi ni 2.35GHz ati awọn ẹya ṣiṣe ti 90.1%. Awọn ẹya wọnyi jẹ ki eriali ti a dabaa dara fun ọpọlọpọ awọn ohun elo, pẹlu UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi ati Bluetooth.
olusin 9 Dabaa ètò eriali be.
2. Eriali igbi Leaky (LWA)
Eriali igbi tuntun tuntun jẹ ọkan ninu awọn ohun elo akọkọ fun riri TL metamaterial atọwọda. Fun awọn eriali igbi ti n jo, ipa ti β igbagbogbo alakoso lori igun itankalẹ (θm) ati iwọn tan ina ti o pọju (Δθ) jẹ bi atẹle:
L jẹ ipari eriali, k0 jẹ nọmba igbi ni aaye ọfẹ, ati λ0 jẹ iwọn gigun ni aaye ọfẹ. Ṣe akiyesi pe itankalẹ nwaye nikan nigbati |β|
3. Odo-ibere resonator eriali
Ohun-ini alailẹgbẹ ti metamaterial CRLH ni pe β le jẹ 0 nigbati igbohunsafẹfẹ ko dogba si odo. Da lori ohun-ini yii, atunṣe aṣẹ-odo tuntun (ZOR) le ṣe ipilẹṣẹ. Nigbati β jẹ odo, ko si iyipada alakoso ni gbogbo resonator. Eyi jẹ nitori iṣipopada alakoso igbagbogbo φ = - βd = 0. Ni afikun, resonance da lori fifuye ifaseyin nikan ati pe o jẹ ominira ti ipari ti eto naa. Nọmba 10 fihan pe eriali ti a dabaa jẹ iṣelọpọ nipasẹ lilo awọn iwọn meji ati mẹta pẹlu apẹrẹ E, ati pe iwọn lapapọ jẹ 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 ati 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, ni atẹlera, nibiti wave0th ṣe aṣoju, lẹsẹsẹ, ti aaye ọfẹ ni iṣẹ awọn igbohunsafẹfẹ ti 500 MHz ati 650 MHz, lẹsẹsẹ. Eriali naa nṣiṣẹ ni awọn igbohunsafẹfẹ ti 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) ati 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), pẹlu awọn bandiwidi ojulumo ti 91.9% ati 96.0%. Ni afikun si awọn abuda kan ti iwọn kekere ati bandiwidi jakejado, ere ati ṣiṣe ti akọkọ ati keji awọn eriali jẹ 5.3dBi ati 85% (1GHz) ati 5.7dBi ati 90% (1.4GHz), lẹsẹsẹ.
olusin 10 Dabaa ni ilopo-E ati meteta-E eriali ẹya.
4. Iho Eriali
Ọna ti o rọrun kan ti dabaa lati tobi iho ti eriali CRLH-MTM, ṣugbọn iwọn eriali rẹ ti fẹrẹ yipada. Bi o han ni Figure 11, eriali pẹlu CRLH sipo tolera ni inaro lori kọọkan miiran, eyi ti o ni awọn abulẹ ati meander ila, ati nibẹ ni ohun S-sókè Iho lori alemo. Eriali ti wa ni je nipa a CPW stub, ati awọn oniwe-iwọn jẹ 17.5 mm × 32,15 mm × 1.6 mm, bamu si 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, ibi ti λ0 (3.5GHz) duro awọn wefulenti ti free aaye. Awọn abajade fihan pe eriali n ṣiṣẹ ni iye igbohunsafẹfẹ ti 0.85-7.90GHz, ati bandiwidi iṣẹ rẹ jẹ 161.14%. Ere itankalẹ ti o ga julọ ati ṣiṣe ti eriali naa han ni 3.5GHz, eyiti o jẹ 5.12dBi ati ~ 80%, lẹsẹsẹ.
olusin 11 Eriali Iho CRLH MTM ti a dabaa.
Lati ni imọ siwaju sii nipa awọn eriali, jọwọ ṣabẹwo:
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-30-2024
