२. एन्टेना प्रणालीहरूमा MTM-TL को प्रयोग
यो खण्डले कम लागत, सजिलो निर्माण, लघुकरण, फराकिलो ब्यान्डविथ, उच्च लाभ र दक्षता, फराकिलो दायरा स्क्यानिङ क्षमता र कम प्रोफाइलका साथ विभिन्न एन्टेना संरचनाहरू साकार पार्न कृत्रिम मेटामेटेरियल TL र तिनीहरूका केही सबैभन्दा सामान्य र सान्दर्भिक अनुप्रयोगहरूमा केन्द्रित हुनेछ। तिनीहरू तल छलफल गरिएका छन्।
१. ब्रोडब्यान्ड र बहु-फ्रिक्वेन्सी एन्टेनाहरू
l लम्बाइ भएको सामान्य TL मा, जब कोणीय आवृत्ति ω0 दिइन्छ, प्रसारण लाइनको विद्युतीय लम्बाइ (वा चरण) निम्नानुसार गणना गर्न सकिन्छ:
जहाँ vp ले प्रसारण लाइनको चरण वेगलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। माथिबाट देख्न सकिन्छ, ब्यान्डविथ समूह ढिलाइसँग नजिकबाट मेल खान्छ, जुन फ्रिक्वेन्सीको सन्दर्भमा φ को व्युत्पन्न हो। त्यसकारण, प्रसारण लाइनको लम्बाइ छोटो हुँदै जाँदा, ब्यान्डविथ पनि फराकिलो हुँदै जान्छ। अर्को शब्दमा, ब्यान्डविथ र प्रसारण लाइनको आधारभूत चरण बीच एक उल्टो सम्बन्ध छ, जुन डिजाइन विशिष्ट हो। यसले देखाउँछ कि परम्परागत वितरित सर्किटहरूमा, सञ्चालन ब्यान्डविथ नियन्त्रण गर्न सजिलो छैन। यो स्वतन्त्रताको डिग्रीको सन्दर्भमा परम्परागत प्रसारण लाइनहरूको सीमिततालाई श्रेय दिन सकिन्छ। यद्यपि, लोडिङ तत्वहरूले मेटामेटेरियल TL मा अतिरिक्त प्यारामिटरहरू प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ, र चरण प्रतिक्रियालाई निश्चित हदसम्म नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। ब्यान्डविथ बढाउनको लागि, फैलावट विशेषताहरूको सञ्चालन आवृत्तिको नजिक समान ढलान हुनु आवश्यक छ। कृत्रिम मेटामेटेरियल TL ले यो लक्ष्य प्राप्त गर्न सक्छ। यस दृष्टिकोणको आधारमा, एन्टेनाको ब्यान्डविथ बढाउनका लागि धेरै विधिहरू पेपरमा प्रस्तावित छन्। विद्वानहरूले स्प्लिट रिंग रेजोनेटरहरूले भरिएका दुई ब्रॉडब्यान्ड एन्टेनाहरू डिजाइन र निर्माण गरेका छन् (चित्र ७ हेर्नुहोस्)। चित्र ७ मा देखाइएका नतिजाहरूले देखाउँछन् कि परम्परागत मोनोपोल एन्टेनासँग स्प्लिट रिङ रेजोनेटर लोड गरेपछि, कम रेजोनेन्ट फ्रिक्वेन्सी मोड उत्साहित हुन्छ। स्प्लिट रिङ रेजोनेटरको आकार मोनोपोल एन्टेनाको नजिकको रेजोनेन्स प्राप्त गर्न अनुकूलित गरिएको छ। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि जब दुई रेजोनेन्सहरू मिल्छन्, एन्टेनाको ब्यान्डविथ र विकिरण विशेषताहरू बढाइन्छ। मोनोपोल एन्टेनाको लम्बाइ र चौडाइ क्रमशः ०.२५λ०×०.११λ० र ०.२५λ०×०.२१λ० (४GHz) छन्, र स्प्लिट रिङ रेजोनेटरले लोड गरिएको मोनोपोल एन्टेनाको लम्बाइ र चौडाइ क्रमशः ०.२९λ०×०.२१λ० (२.९GHz) छ। स्प्लिट रिङ रेजोनेटर बिना परम्परागत F-आकारको एन्टेना र T-आकारको एन्टेनाको लागि, ५GHz ब्यान्डमा मापन गरिएको उच्चतम लाभ र विकिरण दक्षता क्रमशः ३.६dBi - ७८.५% र ३.९dBi - ८०.२% हो। स्प्लिट रिङ रेजोनेटरले लोड गरिएको एन्टेनाको लागि, यी प्यारामिटरहरू 6GHz ब्यान्डमा क्रमशः 4dBi - 81.2% र 4.4dBi - 83% हुन्। मोनोपोल एन्टेनामा मिल्दो लोडको रूपमा स्प्लिट रिङ रेजोनेटर लागू गरेर, 2.9GHz ~ 6.41GHz र 2.6GHz ~ 6.6GHz ब्यान्डहरूलाई समर्थन गर्न सकिन्छ, क्रमशः 75.4% र ~87% को फ्र्याक्शनल ब्यान्डविथसँग मेल खान्छ। यी परिणामहरूले देखाउँछन् कि मापन ब्यान्डविथ लगभग निश्चित आकारको परम्परागत मोनोपोल एन्टेनाको तुलनामा लगभग 2.4 गुणा र 2.11 गुणाले सुधारिएको छ।
चित्र ७. स्प्लिट-रिङ रेजोनेटरहरूले भरिएका दुई ब्रॉडब्यान्ड एन्टेनाहरू।
चित्र ८ मा देखाइए अनुसार, कम्प्याक्ट प्रिन्टेड मोनोपोल एन्टेनाको प्रयोगात्मक नतिजाहरू देखाइएका छन्। जब S11≤- १० dB हुन्छ, सञ्चालन ब्यान्डविथ १८५% (०.११५-२.९० GHz) हुन्छ, र १.४५ GHz मा, शिखर लाभ र विकिरण दक्षता क्रमशः २.३५ dBi र ७८.८% हुन्छ। एन्टेनाको लेआउट ब्याक-टु-ब्याक त्रिकोणीय पाना संरचना जस्तै छ, जुन वक्र पावर डिभाइडरद्वारा खुवाइन्छ। काटिएको GND मा फिडर मुनि राखिएको केन्द्रीय स्टब हुन्छ, र यसको वरिपरि चार खुला रेजोनन्ट रिंगहरू वितरित हुन्छन्, जसले एन्टेनाको ब्यान्डविथलाई फराकिलो बनाउँछ। एन्टेना लगभग सर्वदिशात्मक रूपमा विकिरण गर्दछ, धेरैजसो VHF र S ब्यान्डहरू, र सबै UHF र L ब्यान्डहरू ढाक्छ। एन्टेनाको भौतिक आकार ४८.३२×४३.७२×०.८ मिमी३ छ, र विद्युतीय आकार ०.२३५λ०×०.२११λ०×०.००३λ० छ। यसमा सानो आकार र कम लागतका फाइदाहरू छन्, र ब्रॉडब्यान्ड वायरलेस सञ्चार प्रणालीहरूमा सम्भावित अनुप्रयोग सम्भावनाहरू छन्।
चित्र ८: स्प्लिट रिङ रेजोनेटरले भरिएको मोनोपोल एन्टेना।
चित्र ९ ले दुई भियाहरू मार्फत काटिएको T-आकारको ग्राउन्ड प्लेनमा ग्राउन्ड गरिएका दुई जोडी अन्तरसम्बन्धित मिन्डर तार लूपहरू मिलेर बनेको समतल एन्टेना संरचना देखाउँछ। एन्टेनाको आकार ३८.५×३६.६ mm2 (०.०७०λ०×०.०६७λ०) हो, जहाँ λ० ०.५५ GHz को खाली ठाउँ तरंगदैर्ध्य हो। एन्टेना ०.५५ ~ ३.८५ GHz को अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा E-प्लेनमा सर्वदिशात्मक रूपमा विकिरण गर्दछ, २.३५ GHz मा ५.५dBi को अधिकतम लाभ र ९०.१% को दक्षताका साथ। यी सुविधाहरूले प्रस्तावित एन्टेनालाई UHF RFID, GSM ९००, GPS, KPCS, DCS, IMT-२०००, WiMAX, WiFi र ब्लुटुथ सहित विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
चित्र ९ प्रस्तावित समतल एन्टेना संरचना।
२. चुहावट वेभ एन्टेना (LWA)
नयाँ चुहावट तरंग एन्टेना कृत्रिम मेटामेटेरियल TL प्राप्त गर्नका लागि मुख्य अनुप्रयोगहरू मध्ये एक हो। चुहावट तरंग एन्टेनाहरूको लागि, विकिरण कोण (θm) र अधिकतम बीम चौडाइ (Δθ) मा चरण स्थिरांक β को प्रभाव निम्नानुसार छ:
L एन्टेनाको लम्बाइ हो, k0 खाली ठाउँमा तरंग संख्या हो, र λ0 खाली ठाउँमा तरंगदैर्ध्य हो। ध्यान दिनुहोस् कि विकिरण केवल |β| हुँदा मात्र हुन्छ।
३. शून्य-क्रम अनुनादक एन्टेना
CRLH मेटामेटेरियलको एउटा अद्वितीय गुण भनेको फ्रिक्वेन्सी शून्य बराबर नभएको बेला β ० हुन सक्छ। यस गुणको आधारमा, नयाँ शून्य-क्रम रेजोनेटर (ZOR) उत्पन्न गर्न सकिन्छ। जब β शून्य हुन्छ, सम्पूर्ण रेजोनेटरमा कुनै फेज शिफ्ट हुँदैन। यो किनभने फेज शिफ्ट स्थिरांक φ = - βd = 0। यसको अतिरिक्त, अनुनाद प्रतिक्रियाशील भारमा मात्र निर्भर गर्दछ र संरचनाको लम्बाइबाट स्वतन्त्र हुन्छ। चित्र १० ले देखाउँछ कि प्रस्तावित एन्टेना E-आकारको साथ दुई र तीन एकाइहरू लागू गरेर बनाइएको हो, र कुल आकार क्रमशः ०.०१७λ० × ०.००६λ० × ०.००१λ० र ०.०२८λ० × ०.००८λ० × ०.००१λ० छ, जहाँ λ० ले क्रमशः ५०० मेगाहर्ट्ज र ६५० मेगाहर्ट्जको सञ्चालन फ्रिक्वेन्सीहरूमा खाली ठाउँको तरंगदैर्ध्य प्रतिनिधित्व गर्दछ। यो एन्टेना ०.५-१.३५ GHz (०.८५ GHz) र ०.६५-१.८५ GHz (१.२ GHz) को फ्रिक्वेन्सीहरूमा सञ्चालन हुन्छ, जसको सापेक्षिक ब्यान्डविथ ९१.९% र ९६.०% हुन्छ। सानो आकार र चौडा ब्यान्डविथको विशेषताहरूको अतिरिक्त, पहिलो र दोस्रो एन्टेनाको लाभ र दक्षता क्रमशः ५.३dBi र ८५% (१GHz) र ५.७dBi र ९०% (१.४GHz) छन्।
चित्र १० प्रस्तावित डबल-ई र ट्रिपल-ई एन्टेना संरचनाहरू।
४. स्लट एन्टेना
CRLH-MTM एन्टेनाको एपर्चर बढाउनको लागि एउटा सरल विधि प्रस्ताव गरिएको छ, तर यसको एन्टेनाको आकार लगभग अपरिवर्तित छ। चित्र ११ मा देखाइए अनुसार, एन्टेनामा एकअर्कामा ठाडो रूपमा स्ट्याक गरिएका CRLH एकाइहरू समावेश छन्, जसमा प्याचहरू र घुमाउरो रेखाहरू छन्, र प्याचमा S-आकारको स्लट छ। एन्टेनालाई CPW मिल्दो स्टबद्वारा खुवाइन्छ, र यसको आकार १७.५ मिमी × ३२.१५ मिमी × १.६ मिमी छ, जुन ०.२०४λ०×०.३७५λ०×०.०१८λ० सँग मेल खान्छ, जहाँ λ० (३.५GHz) ले खाली ठाउँको तरंगदैर्ध्य प्रतिनिधित्व गर्दछ। परिणामहरूले देखाउँछन् कि एन्टेना ०.८५-७.९०GHz को फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा सञ्चालन हुन्छ, र यसको सञ्चालन ब्यान्डविथ १६१.१४% छ। एन्टेनाको उच्चतम विकिरण लाभ र दक्षता ३.५GHz मा देखा पर्दछ, जुन क्रमशः ५.१२dBi र ~८०% हो।
चित्र ११ प्रस्तावित CRLH MTM स्लट एन्टेना।
एन्टेनाको बारेमा थप जान्नको लागि, कृपया भ्रमण गर्नुहोस्:
पोस्ट समय: अगस्ट-३०-२०२४
