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

2. ඇන්ටෙනා පද්ධතිවල MTM-TL යෙදීම
මෙම කොටස කෘතිම metamaterial TLs සහ අඩු පිරිවැය, පහසු නිෂ්පාදනය, කුඩා කිරීම, පුළුල් කලාප පළල, ඉහළ ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාව, පුළුල් පරාසයක ස්කෑන් කිරීමේ හැකියාව සහ අඩු පැතිකඩ සහිත විවිධ ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වඩාත් පොදු සහ අදාළ යෙදුම් කිහිපයක් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරනු ඇත. ඒවා පහත සාකච්ඡා කෙරේ.

1. බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් සහ බහු සංඛ්‍යාත ඇන්ටනා
l දිගක් සහිත සාමාන්‍ය TL එකක, කෝණික සංඛ්‍යාතය ω0 ලබා දුන් විට, සම්ප්‍රේෂණ රේඛාවේ විද්‍යුත් දිග (හෝ අදියර) පහත පරිදි ගණනය කළ හැක:

එහිදී vp මඟින් සම්ප්‍රේෂණ රේඛාවේ අදියර ප්‍රවේගය නියෝජනය කරයි. ඉහතින් දැකිය හැකි පරිදි, කලාප පළල කණ්ඩායම් ප්‍රමාදයට සමීපව අනුරූප වේ, එය සංඛ්‍යාතය සම්බන්ධයෙන් φ හි ව්‍යුත්පන්නය වේ. එබැවින්, සම්ප්‍රේෂණ රේඛාවේ දිග කෙටි වන විට, කලාප පළල ද පුළුල් වේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, කලාප පළල සහ සම්ප්‍රේෂණ රේඛාවේ මූලික අදියර අතර ප්‍රතිලෝම සම්බන්ධතාවයක් ඇත, එය සැලසුම් විශේෂිත වේ. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සම්ප්‍රදායික බෙදා හරින ලද පරිපථවල, මෙහෙයුම් කලාප පළල පාලනය කිරීම පහසු නොවන බවයි. නිදහසේ අංශක අනුව සම්ප්‍රදායික සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගවල සීමාවන් මෙයට හේතු විය හැක. කෙසේ වෙතත්, පැටවීමේ මූලද්‍රව්‍ය metamaterial TL වල අමතර පරාමිති භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි, සහ අදියර ප්‍රතිචාරය යම් ප්‍රමාණයකට පාලනය කළ හැකිය. කලාප පළල වැඩි කිරීම සඳහා, විසරණ ලක්ෂණවල ක්රියාකාරී සංඛ්යාතය ආසන්නයේ සමාන බෑවුමක් තිබීම අවශ්ය වේ. කෘතිම metamaterial TL මෙම ඉලක්කය සපුරා ගත හැක. මෙම ප්‍රවේශය මත පදනම්ව, ඇන්ටනාවල කලාප පළල වැඩි කිරීම සඳහා බොහෝ ක්‍රම පත්‍රිකාවේ යෝජනා කර ඇත. විද්වතුන් විසින් ස්ප්ලිට් රින්ග් අනුනාදක සහිත බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් ඇන්ටනා දෙකක් නිර්මාණය කර නිපදවා ඇත (රූපය 7 බලන්න). රූප සටහන 7 හි පෙන්වා ඇති ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ සම්ප්‍රදායික ඒකාධිකාරී ඇන්ටනාව සමඟ බෙදීම් වළලු අනුනාදකය පැටවීමෙන් පසු අඩු අනුනාද සංඛ්‍යාත මාදිලියක් උද්වේගකර වන බවයි. ඒකාධිකාරී ඇන්ටෙනාවට ආසන්න අනුනාදයක් ලබා ගැනීම සඳහා බෙදීම් වළලු අනුනාදකයේ ප්‍රමාණය ප්‍රශස්ත කර ඇත. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනෙන්නේ අනුනාද දෙක සමපාත වූ විට ඇන්ටෙනාවේ කලාප පළල සහ විකිරණ ලක්ෂණ වැඩි වන බවයි. ඒකාධිකාරී ඇන්ටෙනාවෙහි දිග සහ පළල පිළිවෙලින් 0.25λ0×0.11λ0 සහ 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz) වන අතර බෙදුණු මුදු අනුනාදකයකින් පටවා ඇති ඒකාධිකාරී ඇන්ටෙනාවේ දිග සහ පළල 0.29λ0×0.29λ0.21 ), පිළිවෙලින්. සම්ප්‍රදායික F-හැඩැති ඇන්ටෙනා සහ ටී-හැඩැති ඇන්ටනාව සඳහා බෙදීම් මුදු අනුනාදකයක් නොමැතිව, 5GHz කලාපයේ මනිනු ලබන ඉහළම ලාභය සහ විකිරණ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 3.6dBi - 78.5% සහ 3.9dBi - 80.2% වේ. බෙදීම් මුදු අනුනාදකයක් සමඟ පටවා ඇති ඇන්ටෙනාව සඳහා, මෙම පරාමිතීන් 6GHz කලාපයේ පිළිවෙලින් 4dBi - 81.2% සහ 4.4dBi - 83% වේ. ඒකාධිකාරී ඇන්ටෙනාවේ ගැළපෙන භාරයක් ලෙස බෙදීම් මුදු අනුනාදකයක් ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන්, 2.9GHz ~ 6.41GHz සහ 2.6GHz ~ 6.6GHz කලාප සඳහා පිළිවෙළින් 75.4% සහ ~87% භාගික කලාප පළලට අනුරූපව සහය දැක්විය හැක. මෙම ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ, ආසන්න වශයෙන් ස්ථාවර ප්‍රමාණයේ සාම්ප්‍රදායික ඒකාධිකාරී ඇන්ටනා හා සසඳන විට මිනුම් කලාප පළල ආසන්න වශයෙන් 2.4 ගුණයකින් සහ 2.11 ගුණයකින් වැඩි දියුණු වී ඇති බවයි.

රූපය 7. බෙදීම්-මුදු අනුනාදක සහිත බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් ඇන්ටනා දෙකක්.

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

රූප සටහන 8: ස්ප්ලිට් රින්ග් අනුනාදකය සමඟ පටවා ඇති මොනොපෝල් ඇන්ටනාව.

රූප සටහන 9 හි දැක්වෙන්නේ, ඡේද දෙකක් හරහා කපන ලද T-හැඩැති බිම් තලයකට ගොඩනගා ඇති අන්තර් සම්බන්ධිත මැන්ඩර් කම්බි ලූප යුගල දෙකකින් සමන්විත තල ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයකි. ඇන්ටෙනා ප්‍රමාණය 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), මෙහි λ0 යනු 0.55 GHz හි නිදහස් අවකාශ තරංග ආයාමයයි. 0.55 ~ 3.85 GHz ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාත කලාපයේ E-තලය තුළ ඇන්ටනාව සර්ව දිශානුගතව විකාශනය වන අතර 2.35GHz දී 5.5dBi උපරිම ලාභයක් සහ 90.1% ක කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. මෙම විශේෂාංග මඟින් 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 metamaterial TL සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වන ප්‍රධාන යෙදුම් වලින් එකකි. කාන්දු වන තරංග ඇන්ටනා සඳහා, විකිරණ කෝණය (θm) සහ උපරිම කදම්භ පළල (Δθ) මත අදියර නියත β බලපෑම පහත පරිදි වේ:

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

3. Zero-order resonator ඇන්ටනාව
CRLH metamaterial හි අද්විතීය ගුණාංගයක් වන්නේ සංඛ්‍යාතය ශුන්‍යයට සමාන නොවන විට β 0 විය හැකි බවයි. මෙම ගුණාංගය මත පදනම්ව, නව ශුන්‍ය අනුපිළිවෙල අනුනාදකයක් (ZOR) ජනනය කළ හැක. β ශුන්‍ය වූ විට, සම්පූර්ණ අනුනාදකය තුළ අදියර මාරුවක් සිදු නොවේ. මෙයට හේතුව අදියර මාරු නියතය φ = - βd = 0. ඊට අමතරව, අනුනාදනය රඳා පවතින්නේ ප්රතික්රියාකාරක භාරය මත පමණක් වන අතර ව්යුහයේ දිග අනුව ස්වාධීන වේ. යෝජිත ඇන්ටෙනාව E-හැඩය සහිත ඒකක දෙක සහ තුන යෙදීමෙන් නිපදවා ඇති බව රූප සටහන 10 පෙන්වා දෙන අතර, සම්පූර්ණ ප්‍රමාණය 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 සහ 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λs තරංගය නියෝජනය කරන අතර නිදහස් අවකාශයේ පිළිවෙළින් 500 MHz සහ 650 MHz මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාතවලදී. ඇන්ටනාව 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) සහ 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) සංඛ්‍යාතවල ක්‍රියා කරයි, සාපේක්ෂ කලාප පළල 91.9% සහ 96.0%. කුඩා ප්‍රමාණයේ සහ පුළුල් කලාප පළලක ලක්ෂණ වලට අමතරව, පළමු සහ දෙවන ඇන්ටෙනා වල ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙළින් 5.3dBi සහ 85% (1GHz) සහ 5.7dBi සහ 90% (1.4GHz) වේ.

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

4. ස්ලොට් ඇන්ටනා
CRLH-MTM ඇන්ටෙනාවෙහි විවරය විශාල කිරීම සඳහා සරල ක්‍රමයක් යෝජනා කර ඇත, නමුත් එහි ඇන්ටෙනා ප්‍රමාණය පාහේ නොවෙනස්ව පවතී. රූප සටහන 11 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ඇන්ටෙනාවෙහි සිරස් අතට එකිනෙක ගොඩගසා ඇති CRLH ඒකක ඇතුළත් වන අතර, ඒවායේ පැච් සහ මැන්ඩර් රේඛා අඩංගු වන අතර, පැච් එකෙහි S-හැඩැති ස්ලට් එකක් ඇත. ඇන්ටනාව CPW ගැළපෙන ස්ටුබ් එකකින් පෝෂණය වන අතර, එහි විශාලත්වය 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm, 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% කි. ඇන්ටෙනාවෙහි ඉහළම විකිරණ ලාභය සහ කාර්යක්ෂමතාවය 3.5GHz හි දිස්වේ, ඒවා පිළිවෙලින් 5.12dBi සහ ~80% වේ.