2. एन्टेना प्रणालीहरूमा MTM-TL को आवेदन
यस खण्डले कम लागत, सजिलो निर्माण, लघुकरण, फराकिलो ब्यान्डविथ, उच्च लाभ र दक्षता, फराकिलो दायरा स्क्यानिङ क्षमता र कम प्रोफाइल भएका विभिन्न एन्टेना संरचनाहरू महसुस गर्नका लागि कृत्रिम मेटामेटेरियल TL र तिनीहरूका केही सबैभन्दा सामान्य र सान्दर्भिक अनुप्रयोगहरूमा केन्द्रित हुनेछ। तिनीहरू तल छलफल गरिएको छ।
1. ब्रोडब्यान्ड र बहु-फ्रिक्वेन्सी एन्टेना
l को लम्बाइ भएको एक 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 नजिक छ, जुन आवृत्तिको सन्दर्भमा φ को व्युत्पन्न हो। तसर्थ, प्रसारण लाइनको लम्बाइ छोटो हुँदै जाँदा ब्यान्डविथ पनि फराकिलो हुँदै जान्छ। अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, ब्यान्डविथ र प्रसारण लाइनको आधारभूत चरणको बीचमा उल्टो सम्बन्ध छ, जुन डिजाइन विशिष्ट छ। यसले देखाउँछ कि परम्परागत वितरित सर्किटहरूमा, सञ्चालन ब्यान्डविथ नियन्त्रण गर्न सजिलो छैन। यसलाई स्वतन्त्रताको डिग्रीको सन्दर्भमा परम्परागत प्रसारण लाइनहरूको सीमिततालाई श्रेय दिन सकिन्छ। यद्यपि, लोडिङ तत्वहरूले अतिरिक्त प्यारामिटरहरू मेटामेटरियल TL मा प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ, र चरण प्रतिक्रिया निश्चित हदसम्म नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। ब्यान्डविथ बढाउनको लागि, फैलावट विशेषताहरूको सञ्चालन आवृत्तिको नजिक समान ढलान हुनु आवश्यक छ। कृत्रिम मेटामेटरियल TL ले यो लक्ष्य हासिल गर्न सक्छ। यस दृष्टिकोणको आधारमा, एन्टेनाको ब्यान्डविथ बढाउनका लागि धेरै विधिहरू कागजमा प्रस्तावित छन्। विद्वानहरूले दुईवटा ब्रोडब्यान्ड एन्टेनाहरू स्प्लिट रिङ रिजोनेटरहरूले भरिएका डिजाइन र निर्माण गरेका छन् (चित्र 7 हेर्नुहोस्)। चित्र 7 मा देखाइएको नतिजाहरूले पारंपरिक मोनोपोल एन्टेनाको साथ स्प्लिट रिंग रिजोनेटर लोड गरेपछि, कम रेजोनन्ट फ्रिक्वेन्सी मोड उत्साहित हुन्छ। स्प्लिट रिंग रेजोनेटरको साइज मोनोपोल एन्टेनाको नजिकको अनुनाद प्राप्त गर्न अनुकूलित छ। नतिजाहरूले देखाउँदछ कि जब दुई अनुनादहरू मिल्छन्, एन्टेनाको ब्यान्डविथ र विकिरण विशेषताहरू बढ्छन्। मोनोपोल एन्टेनाको लम्बाइ र चौडाइ क्रमशः ०.२५λ०×०.११λ० र ०.२५λ०×०.२१λ० (४GHz), र स्प्लिट रिङ रिजोनेटरले भरिएको मोनोपोल एन्टेनाको लम्बाइ र चौडाइ ०.२९λ०×०.२९GHz (०.२९GHz) हो। ), क्रमशः। पारम्परिक F-आकारको एन्टेना र T-आकारको एन्टेनाको लागि स्प्लिट रिङ रिजोनेटर बिना, 5GHz ब्यान्डमा मापन गरिएको उच्चतम लाभ र विकिरण दक्षता क्रमशः 3.6dBi - 78.5% र 3.9dBi - 80.2% हो। स्प्लिट रिङ रिजोनेटरले भरिएको एन्टेनाको लागि, यी प्यारामिटरहरू 6GHz ब्यान्डमा क्रमशः 4dBi - 81.2% र 4.4dBi - 83% छन्। मोनोपोल एन्टेनामा मिल्दो लोडको रूपमा स्प्लिट रिङ रेजोनेटर लागू गरेर, 75.4% र ~87% को भिन्नात्मक ब्यान्डविथसँग सम्बन्धित, 2.9GHz ~ 6.41GHz र 2.6GHz ~ 6.6GHz ब्यान्डहरूलाई समर्थन गर्न सकिन्छ। यी परिणामहरूले देखाउँछन् कि मापन ब्यान्डविथ लगभग निश्चित आकारको परम्परागत मोनोपोल एन्टेनाको तुलनामा लगभग 2.4 गुणा र 2.11 गुणाले सुधारिएको छ।
चित्र 7. दुईवटा ब्रॉडब्यान्ड एन्टेनाहरू स्प्लिट-रिङ रेजोनेटरहरू भरिएका छन्।
चित्र 8 मा देखाइएको रूपमा, कम्प्याक्ट मुद्रित मोनोपोल एन्टेनाको प्रयोगात्मक परिणामहरू देखाइएको छ। जब S11≤- 10 dB, सञ्चालन ब्यान्डविथ 185% (0.115-2.90 GHz), र 1.45 GHz मा, शिखर लाभ र विकिरण दक्षता क्रमशः 2.35 dBi र 78.8% हुन्छ। एन्टेनाको लेआउट ब्याक-टु-प्याक त्रिकोणीय पाना संरचना जस्तै छ, जसलाई वक्र पावर डिभाइडरद्वारा खुवाइन्छ। काटिएको GND ले फिडरको मुनि राखिएको केन्द्रीय स्टब समावेश गर्दछ, र यसको वरिपरि चारवटा खुल्ला रेसोनन्ट रिङहरू वितरण गरिन्छ, जसले एन्टेनाको ब्यान्डविथ फराकिलो बनाउँछ। एन्टेनाले प्रायजसो VHF र S ब्यान्डहरू, र सबै UHF र L ब्यान्डहरूलाई कभर गरेर लगभग सर्वदिशात्मक रूपमा विकिरण गर्छ। एन्टेनाको भौतिक आकार 48.32×43.72×0.8 mm3, र विद्युतीय आकार 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0 हो। योसँग सानो आकार र कम लागतको फाइदाहरू छन्, र ब्रोडब्यान्ड वायरलेस संचार प्रणालीहरूमा सम्भावित अनुप्रयोग सम्भावनाहरू छन्।
चित्र ८: मोनोपोल एन्टेना स्प्लिट रिङ रिजोनेटरले भरिएको।
चित्र 9 ले एउटा प्लानर एन्टेना ढाँचा देखाउँछ जसमा दुई जोडा अन्तरसम्बन्धित मेन्डर तार लूपहरू दुईवटा माध्यमबाट काटिएको T-आकारको ग्राउन्ड प्लेनमा ग्राउन्ड गरिएको छ। एन्टेना साइज 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), जहाँ λ0 0.55 GHz को खाली स्पेस तरंगदैर्ध्य हो। 0.55 ~ 3.85 GHz को अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा 2.35GHz मा 5.5dBi को अधिकतम लाभ र 90.1% को दक्षता संग एन्टेना E-प्लेनमा सर्वदिशात्मक रूपमा विकिरण गर्दछ। यी सुविधाहरूले प्रस्तावित एन्टेनालाई UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi र ब्लुटुथ सहित विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
चित्र 9 प्रस्तावित प्लानर एन्टेना संरचना।
2. लीकी वेभ एन्टेना (LWA)
नयाँ चुहावट तरंग एन्टेना कृत्रिम मेटामेटरियल TL लाई साकार पार्नको लागि मुख्य अनुप्रयोगहरू मध्ये एक हो। चुहावट हुने एन्टेनाका लागि, विकिरण कोण (θm) र अधिकतम बीम चौडाइ (Δθ) मा चरण स्थिर β को प्रभाव निम्नानुसार छ:
L एन्टेना लम्बाइ हो, k0 खाली ठाउँमा तरंग संख्या हो, र λ0 खाली ठाउँमा तरंग लम्बाइ हो। ध्यान दिनुहोस् कि विकिरण तब हुन्छ जब |β|
3. शून्य-अर्डर रेजोनेटर एन्टेना
CRLH मेटामटेरियलको एक अद्वितीय गुण भनेको फ्रिक्वेन्सी शून्य बराबर नभएको बेला β ० हुन सक्छ। यस सम्पत्तीको आधारमा, नयाँ शून्य-अर्डर रेजोनेटर (ZOR) उत्पन्न गर्न सकिन्छ। जब β शून्य हुन्छ, सम्पूर्ण रेजोनेटरमा कुनै चरण परिवर्तन हुँदैन। यो किनभने फेज शिफ्ट स्थिर φ = - βd = 0। थप रूपमा, अनुनाद प्रतिक्रियात्मक लोडमा मात्र निर्भर हुन्छ र संरचनाको लम्बाइबाट स्वतन्त्र हुन्छ। चित्र 10 ले देखाउँछ कि प्रस्तावित एन्टेना ई-आकारको साथ दुई र तीन एकाइहरू लागू गरेर बनाइएको हो, र कुल आकार 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 र 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0 हो, क्रमशः तरंग, λth ले प्रतिनिधित्व गर्दछ। क्रमशः 500 MHz र 650 MHz को अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सीहरूमा खाली ठाउँ। एन्टेना 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) र 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) को फ्रिक्वेन्सीहरूमा सञ्चालन हुन्छ, 91.9% र 96.0% को सापेक्ष ब्यान्डविथहरूसँग। सानो आकार र फराकिलो ब्यान्डविथको विशेषताहरूको अतिरिक्त, पहिलो र दोस्रो एन्टेनाको लाभ र दक्षता क्रमशः 5.3dBi र 85% (1GHz) र 5.7dBi र 90% (1.4GHz) हो।
चित्र 10 प्रस्तावित डबल-ई र ट्रिपल-ई एन्टेना संरचनाहरू।
4. स्लट एन्टेना
CRLH-MTM एन्टेनाको एपर्चर बढाउनको लागि एक सरल विधि प्रस्ताव गरिएको छ, तर यसको एन्टेना आकार लगभग अपरिवर्तित छ। चित्र 11 मा देखाइए अनुसार, एन्टेनाले एक अर्कामा ठाडो रूपमा स्ट्याक गरिएका CRLH एकाइहरू समावेश गर्दछ, जसमा प्याचहरू र मेन्डर लाइनहरू छन्, र प्याचमा S- आकारको स्लट छ। एन्टेनालाई CPW मिल्दो स्टबद्वारा खुवाइन्छ, र यसको आकार 17.5 मिमी × 32.15 मिमी × 1.6 मिमी, 0.204λ0×0.375λ0 × 0.018λ0 सँग सम्बन्धित छ, जहाँ λ0 (3.5GHz) ले खाली ठाउँको तरंग लम्बाइलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। परिणामहरूले देखाउँछन् कि एन्टेनाले 0.85-7.90GHz को फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा काम गर्छ, र यसको सञ्चालन ब्यान्डविथ 161.14% हो। एन्टेनाको उच्चतम विकिरण लाभ र दक्षता 3.5GHz मा देखिन्छ, जुन क्रमशः 5.12dBi र ~80% हो।
चित्र 11 प्रस्तावित CRLH MTM स्लट एन्टेना।
एन्टेना बारे थप जान्नको लागि, कृपया भ्रमण गर्नुहोस्:
पोस्ट समय: अगस्ट-30-2024
