පුවත් - මෙටා ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග ඇන්ටනා පිළිබඳ සමාලෝචනයක් (2 කොටස)

2. ඇන්ටෙනා පද්ධතිවල MTM-TL යෙදීම
මෙම කොටසේදී, අඩු පිරිවැය, පහසු නිෂ්පාදනය, කුඩාකරණය, පුළුල් කලාප පළල, ඉහළ ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාව, පුළුල් පරාසයක ස්කෑන් කිරීමේ හැකියාව සහ අඩු පැතිකඩ සහිත විවිධ ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා කෘතිම මෙටා-ද්‍රව්‍ය TL සහ ඒවායේ වඩාත් පොදු සහ අදාළ යෙදුම් කිහිපයක් කෙරෙහි අවධානය යොමු කෙරේ. ඒවා පහත සාකච්ඡා කෙරේ.

1. පුළුල් කලාප සහ බහු-සංඛ්‍යාත ඇන්ටනා
l දිගක් සහිත සාමාන්‍ය TL එකක, කෝණික සංඛ්‍යාතය ω0 ලබා දුන් විට, සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයේ විද්‍යුත් දිග (හෝ අවධිය) පහත පරිදි ගණනය කළ හැක:

vp සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයේ අවධි ප්‍රවේගය නියෝජනය කරන තැන. ඉහතින් දැකිය හැකි පරිදි, කලාප පළල සංඛ්‍යාතයට සාපේක්ෂව φ හි ව්‍යුත්පන්නය වන කණ්ඩායම් ප්‍රමාදයට සමීපව අනුරූප වේ. එබැවින්, සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයේ දිග කෙටි වන විට, කලාප පළල ද පුළුල් වේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, කලාප පළල සහ සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගයේ මූලික අවධිය අතර ප්‍රතිලෝම සම්බන්ධතාවයක් ඇති අතර එය සැලසුම් විශේෂිත වේ. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සාම්ප්‍රදායික බෙදා හරින ලද පරිපථවල, මෙහෙයුම් කලාප පළල පාලනය කිරීම පහසු නොවන බවයි. නිදහසේ අංශක අනුව සාම්ප්‍රදායික සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගවල සීමාවන්ට මෙය ආරෝපණය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, පැටවීමේ මූලද්‍රව්‍ය මෙටාමෙට්‍රීය TL වල අතිරේක පරාමිතීන් භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසන අතර, අදියර ප්‍රතිචාරය යම් ප්‍රමාණයකට පාලනය කළ හැකිය. කලාප පළල වැඩි කිරීම සඳහා, විසරණ ලක්ෂණවල මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාතය අසල සමාන බෑවුමක් තිබීම අවශ්‍ය වේ. කෘතිම මෙටාමෙට්‍රීය TL මෙම ඉලක්කය සපුරා ගත හැකිය. මෙම ප්‍රවේශය මත පදනම්ව, ඇන්ටනා වල කලාප පළල වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා බොහෝ ක්‍රම පත්‍රිකාවේ යෝජනා කර ඇත. විද්වතුන් විසින් බෙදීම් වළලු අනුනාදක වලින් පටවා ඇති පුළුල් පරාස ඇන්ටනා දෙකක් නිර්මාණය කර නිෂ්පාදනය කර ඇත (රූපය 7 බලන්න). රූප සටහන 7 හි දැක්වෙන ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ සාම්ප්‍රදායික ඒකධ්‍රැව ඇන්ටනාව සමඟ බෙදීම් වළලු අනුනාදකය පැටවීමෙන් පසු, අඩු අනුනාද සංඛ්‍යාත මාදිලියක් උද්යෝගිමත් වන බවයි. ඒකධ්‍රැව ඇන්ටනාවට ආසන්න අනුනාදයක් ලබා ගැනීම සඳහා බෙදීම් වළලු අනුනාදකයේ ප්‍රමාණය ප්‍රශස්ත කර ඇත. අනුනාද දෙක සමපාත වන විට, ඇන්ටෙනාවේ කලාප පළල සහ විකිරණ ලක්ෂණ වැඩි වන බව ප්‍රතිඵලවලින් පෙනේ. ඒකධ්‍රැව ඇන්ටෙනාවේ දිග සහ පළල පිළිවෙලින් 0.25λ0×0.11λ0 සහ 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz) වන අතර, බෙදුම් වළලු අනුනාදකයක් සමඟ පටවා ඇති ඒකධ්‍රැව ඇන්ටෙනාවේ දිග සහ පළල පිළිවෙලින් 0.29λ0×0.21λ0 (2.9GHz) වේ. බෙදුම් වළලු අනුනාදකයක් නොමැතිව සාම්ප්‍රදායික F-හැඩැති ඇන්ටනාව සහ T-හැඩැති ඇන්ටනාව සඳහා, 5GHz කලාපයේ මනිනු ලබන ඉහළම ලාභය සහ විකිරණ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 3.6dBi - 78.5% සහ 3.9dBi - 80.2% වේ. බෙදුණු වළලු අනුනාදකයක් සහිත ඇන්ටනාවක් සඳහා, මෙම පරාමිතීන් 6GHz කලාපයේ පිළිවෙලින් 4dBi - 81.2% සහ 4.4dBi - 83% වේ. ඒකධ්‍රැව ඇන්ටනාව මත ගැලපෙන බරක් ලෙස බෙදුණු වළලු අනුනාදකයක් ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන්, පිළිවෙලින් 75.4% සහ ~87% ක භාගික කලාප පළලකට අනුරූප වන 2.9GHz ~ 6.41GHz සහ 2.6GHz ~ 6.6GHz කලාප සඳහා සහය දැක්විය හැකිය. මෙම ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ ආසන්න වශයෙන් ස්ථාවර ප්‍රමාණයේ සාම්ප්‍රදායික ඒකධ්‍රැව ඇන්ටනා හා සසඳන විට මිනුම් කලාප පළල ආසන්න වශයෙන් 2.4 ගුණයකින් සහ 2.11 ගුණයකින් වැඩි දියුණු වී ඇති බවයි.

රූපය 7. ස්ප්ලිට්-රින් අනුනාදක වලින් පටවා ඇති බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් ඇන්ටනා දෙකක්.

රූපය 8 හි දැක්වෙන පරිදි, සංයුක්ත මුද්‍රිත ඒකධ්‍රැව ඇන්ටෙනාවේ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල පෙන්වා ඇත. S11≤- 10 dB වන විට, මෙහෙයුම් කලාප පළල 185% (0.115-2.90 GHz) වන අතර, 1.45 GHz දී, උපරිම ලාභය සහ විකිරණ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 2.35 dBi සහ 78.8% වේ. ඇන්ටෙනාවේ පිරිසැලසුම පිටුපස සිට පසුපසට ත්‍රිකෝණාකාර පත්‍ර ව්‍යුහයකට සමාන වන අතර එය වක්‍ර රේඛීය බල බෙදුම්කරුවෙකු විසින් පෝෂණය කරනු ලැබේ. කප්පාදු කරන ලද GND හි පෝෂකය යටතේ තබා ඇති මධ්‍යම කඳක් අඩංගු වන අතර, එය වටා විවෘත අනුනාද වළලු හතරක් බෙදා හරිනු ලැබේ, එය ඇන්ටෙනාවේ කලාප පළල පුළුල් කරයි. ඇන්ටනාව සර්ව දිශානුගතව පාහේ විකිරණය වන අතර, බොහෝ VHF සහ S කලාප සහ සියලුම UHF සහ L කලාප ආවරණය කරයි. ඇන්ටෙනාවේ භෞතික ප්‍රමාණය 48.32×43.72×0.8 mm3 වන අතර විද්‍යුත් ප්‍රමාණය 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0 වේ. එයට කුඩා ප්‍රමාණයේ සහ අඩු පිරිවැයේ වාසි ඇති අතර, බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් රැහැන් රහිත සන්නිවේදන පද්ධතිවල විභව යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත.

රූපය 8: බෙදීම් මුදු අනුනාදකයකින් පටවා ඇති මොනොපෝල් ඇන්ටනාව.

රූප සටහන 9 හි දැක්වෙන්නේ වියා දෙකක් හරහා කපා දැමූ T-හැඩැති බිම් තලයකට බිම් කරන ලද අන්තර් සම්බන්ධිත වංගු වයර් ලූප යුගල දෙකකින් සමන්විත තලීය ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයකි. ඇන්ටෙනා ප්‍රමාණය 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0) වන අතර, එහිදී λ0 යනු 0.55 GHz හි නිදහස් අවකාශ තරංග ආයාමයයි. ඇන්ටනාව 0.55 ~ 3.85 GHz හි මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාත කලාපයේ E-තලය තුළ සර්ව දිශානුගතව විකිරණය වන අතර, 2.35GHz හි උපරිම ලාභය 5.5dBi සහ 90.1% ක කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. මෙම ලක්ෂණ මගින් යෝජිත ඇන්ටනාව UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi සහ Bluetooth ඇතුළු විවිධ යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ.

රූපය 9 යෝජිත ප්ලැනර් ඇන්ටෙනා ව්‍යුහය.

2. කාන්දු වන තරංග ඇන්ටනාව (LWA)
නව කාන්දු වන තරංග ඇන්ටනාව කෘතිම මෙටාමෙට්‍රීරියල් TL සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ප්‍රධාන යෙදුම් වලින් එකකි. කාන්දු වන තරංග ඇන්ටනා සඳහා, අදියර නියතය β හි විකිරණ කෝණය (θm) සහ උපරිම කදම්භ පළල (Δθ) මත බලපෑම පහත පරිදි වේ:

L යනු ඇන්ටෙනාවේ දිග වන අතර, k0 යනු නිදහස් අවකාශයේ තරංග අංකය වන අතර, λ0 යනු නිදහස් අවකාශයේ තරංග ආයාමයයි. විකිරණ සිදුවන්නේ |β| විට පමණක් බව සලකන්න.

3. ශුන්‍ය-පිළිවෙල අනුනාදක ඇන්ටනාව
CRLH මෙටාමෙට්‍රීටියල් හි අද්විතීය ගුණාංගයක් වන්නේ සංඛ්‍යාතය ශුන්‍යයට සමාන නොවන විට β 0 විය හැකි වීමයි. මෙම ගුණාංගය මත පදනම්ව, නව ශුන්‍ය-පිළිවෙල අනුනාදකයක් (ZOR) ජනනය කළ හැකිය. β ශුන්‍ය වන විට, සම්පූර්ණ අනුනාදකයේ කිසිදු අවධි මාරුවක් සිදු නොවේ. මෙයට හේතුව අවධි මාරු නියතය φ = - βd = 0 ය. ඊට අමතරව, අනුනාදය ප්‍රතික්‍රියාශීලී භාරය මත පමණක් රඳා පවතින අතර ව්‍යුහයේ දිගෙන් ස්වාධීන වේ. රූපය 10 හි දැක්වෙන්නේ යෝජිත ඇන්ටනාව E-හැඩය සහිත ඒකක දෙකක් සහ තුනක් යෙදීමෙන් නිපදවා ඇති බවත්, මුළු ප්‍රමාණය පිළිවෙලින් 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 සහ 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0 බවත්, එහිදී λ0 පිළිවෙලින් 500 MHz සහ 650 MHz මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාතවල නිදහස් අවකාශයේ තරංග ආයාමය නියෝජනය කරන බවත්ය. ඇන්ටනාව 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) සහ 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) සංඛ්‍යාතවලදී ක්‍රියාත්මක වන අතර සාපේක්ෂ කලාප පළල 91.9% සහ 96.0% කි. කුඩා ප්‍රමාණයේ සහ පුළුල් කලාප පළලෙහි ලක්ෂණ වලට අමතරව, පළමු සහ දෙවන ඇන්ටනා වල ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 5.3dBi සහ 85% (1GHz) සහ 5.7dBi සහ 90% (1.4GHz) වේ.

රූපය 10 යෝජිත ද්විත්ව-E සහ ත්‍රිත්ව-E ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයන්.

4. ස්ලොට් ඇන්ටෙනාව
CRLH-MTM ඇන්ටෙනාවේ විවරය විශාල කිරීම සඳහා සරල ක්‍රමයක් යෝජනා කර ඇත, නමුත් එහි ඇන්ටෙනා ප්‍රමාණය පාහේ නොවෙනස්ව පවතී. රූපය 11 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ඇන්ටෙනාවට එකිනෙකට සිරස් අතට ගොඩගැසී ඇති CRLH ඒකක ඇතුළත් වන අතර, ඒවායේ පැච් සහ වංගු රේඛා අඩංගු වන අතර, පැච් එක මත S-හැඩැති තව් එකක් ඇත. ඇන්ටනාව CPW ගැලපෙන ස්ටබ් එකකින් පෝෂණය වන අතර, එහි ප්‍රමාණය 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm වන අතර එය 0.204λ0×0.375λ0×0.018λ0 ට අනුරූප වේ, එහිදී λ0 (3.5GHz) නිදහස් අවකාශයේ තරංග ආයාමය නියෝජනය කරයි. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ ඇන්ටනාව 0.85-7.90GHz සංඛ්‍යාත කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වන අතර එහි මෙහෙයුම් කලාප පළල 161.14% ක් වන බවයි. ඇන්ටෙනාවේ ඉහළම විකිරණ ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාව 3.5GHz හි දිස්වන අතර එය පිළිවෙලින් 5.12dBi සහ ~80% වේ.