Ахбор - Баррасии мавҷгирҳои хати интиқол дар асоси метаматериалҳо (Қисми 2)

2. Истифодаи MTM-TL дар системаҳои мавҷгир
Ин бахш ба TL-ҳои метаматериалии сунъӣ ва баъзе барномаҳои маъмултарин ва мувофиқи онҳо барои амалӣ кардани сохторҳои гуногуни мавҷгир бо арзиши кам, истеҳсоли осон, миниатюризатсия, фарохмаҷрои васеъ, фоида ва самаранокии баланд, қобилияти сканеркунии васеъ ва профили паст тамаркуз хоҳад кард. Онҳо дар поён муҳокима карда мешаванд.

1. Антеннаҳои фарохмаҷро ва бисёрбасомад
Дар ХИБ-и маъмулии дарозии l, вақте ки басомади кунҷӣ ω0 дода мешавад, дарозии (ё марҳилаи) хати интиқоли барқро ба таври зерин ҳисоб кардан мумкин аст:

Дар куҷо vp суръати марҳилаи хати интиқолро ифода мекунад. Тавре ки аз боло дида мешавад, фарохмаҷро ба таъхири гурӯҳӣ, ки ҳосили φ нисбат ба басомад аст, зич мувофиқат мекунад. Аз ин рӯ, вақте ки дарозии хати интиқол кӯтоҳтар мешавад, паҳнои интиқол низ васеътар мешавад. Ба ибораи дигар, байни фарохмаҷро ва марҳилаи асосии хати интиқол, ки ба тарҳрезӣ хос аст, муносибати баръакс вуҷуд дорад. Ин нишон медиҳад, ки дар схемаҳои тақсимшудаи анъанавӣ, назорати фарохмаҷрои корӣ осон нест. Инро метавон ба маҳдудиятҳои хатҳои интиқоли анъанавӣ аз рӯи дараҷаи озодӣ рабт дод. Аммо, унсурҳои боркунӣ имкон медиҳанд, ки дар TLs метаматериал параметрҳои иловагӣ истифода шаванд ва аксуламали марҳиларо то андозае назорат кардан мумкин аст. Барои зиёд кардани маҷрои маҷрои он дар наздикии басомади кории характеристикаҳои дисперсия нишебии шабеҳ доштан лозим аст. Метаматериали сунъии TL метавонад ба ин ҳадаф ноил шавад. Дар асоси ин равиш, дар мақола усулҳои зиёде барои баланд бардоштани маҷрои мавҷгирҳо пешниҳод карда мешаванд. Олимон ду мавҷгири фарохмаҷроро тарҳрезӣ ва сохтанд, ки бо резонаторҳои ҳалқаи тақсимшуда бор карда шудаанд (ниг. Расми 7). Натиҷаҳое, ки дар расми 7 нишон дода шудаанд, нишон медиҳанд, ки пас аз бор кардани резонатори ҳалқаи тақсимшуда бо мавҷгири муқаррарии монополӣ режими басомади резонанси паст ба ҳаяҷон меояд. Андозаи резонатори ҳалқаи тақсимшуда барои ноил шудан ба резонанси наздик ба мавҷгири монополӣ оптимизатсия карда шудааст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте ки ду резонанс мувофиқат мекунанд, фарохмаҷро ва хусусиятҳои радиатсияи мавҷгир зиёд мешаванд. Дарозӣ ва паҳнои мавҷгири монополӣ мутаносибан 0,25λ0×0,11λ0 ва 0,25λ0×0,21λ0 (4 ГГц) ва дарозӣ ва паҳнои мавҷгири монополӣ, ки бо резонатори ҳалқаи тақсимшуда бор карда шудааст, 0,29λ0×0,21 ГГц (0,29λ0×0,21 ГГц) мебошад. ), мутаносибан. Барои мавҷгири анъанавии F-шакл ва мавҷгири T шаклаш бе резонатори ҳалқаи тақсимшуда, баландтарин фоида ва самаранокии радиатсионӣ дар банди 5 ГГц чен карда мешавад, мутаносибан 3,6dBi - 78,5% ва 3,9dBi - 80,2% мебошанд. Барои мавҷгири бо резонатори ҳалқаи тақсимшуда, ин параметрҳо мутаносибан 4dBi - 81,2% ва 4,4dBi - 83% дар банди 6 ГГц мебошанд. Бо татбиқи резонатори ҳалқаи тақсимшуда ҳамчун сарбории мувофиқ дар мавҷгири монополӣ, бандҳои 2,9 ГГц ~ 6,41 ГГц ва 2,6 ГГц ~ 6,6 ГГцро дастгирӣ кардан мумкин аст, ки ба фарохмаҷрои фраксияи мутаносибан 75,4% ва ~87% мувофиқанд. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки маҷрои ченкунӣ дар муқоиса бо мавҷгирҳои анъанавии монополӣ, ки андозаи тақрибан собит доранд, тақрибан 2,4 маротиба ва 2,11 маротиба беҳтар шудааст.

Тасвири 7. Ду мавҷгири фарохмаҷро, ки бо резонаторҳои ҳалқаи тақсимшуда бор карда шудаанд.

Чунон ки дар расми 8 нишон дода шудааст, натицахои тачрибавии антеннаи монополй чопшуда нишон дода шудаанд. Ҳангоми S11≤- 10 дБ, фарохмаҷрои корӣ 185% (0,115-2,90 ГГц) ва дар 1,45 ГГц болоравии баланд ва самаранокии радиатсионӣ мутаносибан 2,35 дБ ва 78,8% мебошад. Тарҳбандии мавҷгир ба сохтори варақи секунҷаи пушти ба қафо монанд аст, ки аз ҷониби тақсимкунандаи қувваи қубурӣ ғизо дода мешавад. GND-и буридашуда дорои як ноқили марказии дар зери фидер ҷойгиршуда ва чаҳор ҳалқаи резонанси кушода дар атрофи он паҳн шудааст, ки фарохмаҷрои мавҷгириро васеъ мекунад. Антенна тақрибан ба ҳама самт паҳн мешавад, ки аксари бандҳои VHF ва S ва тамоми бандҳои UHF ва L-ро фаро мегирад. Антеннаи физикии мавҷгир 48,32×43,72×0,8 мм3 ва андозаи электрикӣ 0,235λ0×0,211λ0×0,003λ0 аст. Он бартариҳои андозаи хурд ва арзиши паст дорад ва дурнамои эҳтимолии татбиқ дар системаҳои алоқаи бесими фарохмаҷро дорад.

Тасвири 8: Антеннаи монополӣ бо резонатори ҳалқаи тақсимшуда.

Дар расми 9 сохтори мавҷгири ҳамворӣ нишон дода шудааст, ки аз ду ҷуфт ҳалқаҳои сими меандерии ба ҳам пайвастшуда ба ҳавопаймои заминии кандашудаи Т-шакл тавассути ду гузаргоҳ асос ёфтааст. Антеннаи антенна 38,5×36,6 мм2 (0,070λ0×0,067λ0) аст, ки дар он λ0 дарозии мавҷи фазои озоди 0,55 ГГц мебошад. Антенна ба таври ҳамаҷониба дар E-ҳавопаймо дар банди басомади кории 0,55 ~ 3,85 ГГц, бо афзоиши ҳадди аксар 5,5dBi дар 2,35 ГГц ва самаранокии 90,1% шуоъ мекунад. Ин хусусиятҳо мавҷгири пешниҳодшударо барои барномаҳои гуногун, аз ҷумла UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi ва Bluetooth мувофиқ мекунанд.

Расми 9 Сохтори мавҷгири нақшаи пешниҳодшуда.

2. Антеннаи мавҷҳои пошхӯрда (LWA)
Антеннаи нави мавҷи пошхӯрда яке аз барномаҳои асосӣ барои амалӣ кардани метаматериали сунъии TL мебошад. Барои мавҷгирҳои мавҷҳои рахна, таъсири доимии фаза β ба кунҷи радиатсионӣ (θm) ва паҳнои максималии шуоъ (Δθ) чунин аст:

L дарозии мавҷгир, k0 рақами мавҷ дар фазои озод ва λ0 дарозии мавҷ дар фазои озод аст. Дар хотир доред, ки радиатсия танҳо вақте ба амал меояд |β|

3. Антеннаи резонатори сифрӣ
Хусусияти беназири метаматериали CRLH дар он аст, ки β метавонад 0 бошад, вақте ки басомад ба сифр баробар нест. Дар асоси ин хосият, резонатори нави сифрӣ (ZOR) метавонад тавлид шавад. Вақте ки β сифр аст, дар тамоми резонатор тағирёбии фаза ба амал намеояд. Зеро константаи ивазшавии фаза φ = - βd = 0. Илова бар ин, резонанс танњо ба сарбории реактивї вобаста буда, ба дарозии сохтор новобаста аст. Дар расми 10 нишон дода шудааст, ки мавҷгири пешниҳодшуда бо истифода аз ду ва се адад бо шакли E сохта шудааст ва андозаи умумии он 0,017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 ва 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0 аст, ки дар он мавҷро ифода мекунад. фазои озод ҳангоми фаъолият басомадҳои мутаносибан 500 МГс ва 650 МГс. Антенна дар басомадҳои 0,5-1,35 ГГц (0,85 ГГц) ва 0,65-1,85 ГГц (1,2 ГГц) бо паҳнои нисбии 91,9% ва 96,0% кор мекунад. Илова бар хусусиятҳои андозаи хурд ва фарохмаҷрои васеъ, фоида ва самаранокии мавҷгирҳои якум ва дуюм мутаносибан 5,3dBi ва 85% (1 ГГц) ва 5,7 дБ ва 90% (1,4 ГГц) мебошанд.

Расми 10 Сохторҳои пешниҳодшудаи мавҷгири дугона-E ва сегона-E.

4. Антеннаи ковокии
Усули оддии васеъ кардани диафрагмаи мавҷгири CRLH-MTM пешниҳод шудааст, аммо андозаи антеннаи он қариб бетағйир аст. Тавре ки дар расми 11 нишон дода шудааст, мавҷгир агрегатҳои CRLH-ро дар бар мегирад, ки амудӣ дар болои ҳамдигар ҷойгир шудаанд, ки дорои часпакҳо ва хатҳои меандрӣ мебошанд ва дар ямоқ як слотаи S-шакл мавҷуд аст. Антенна аз ноқили мувофиқи CPW таъмин карда мешавад ва андозаи он 17,5 мм × 32,15 мм × 1,6 мм аст, ки ба 0,204λ0×0,375λ0×0,018λ0 мувофиқ аст, ки дар он λ0 (3,5 ГГц) дарозии мавҷи фазои озодро ифода мекунад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки мавҷгир дар басомади 0,85-7,90 ГГц кор мекунад ва паҳнои кории он 161,14% аст. Баландтарин радиатсия ва самаранокии мавҷгир дар 3,5 ГГц ба назар мерасад, ки мутаносибан 5,12 дБ ва ~ 80% аст.