Vaovao - Famerenana ny antenne zotra fampitana mifototra amin'ny metamaterial (Fizarana 2)

2. Fampiharana ny MTM-TL amin'ny Antenna Systems
Ity fizarana ity dia hifantoka amin'ny TLs metamaterial artifisialy sy ny sasany amin'ireo fampiharana mahazatra sy manan-danja indrindra amin'ny fanatanterahana ireo rafitra antenne isan-karazany miaraka amin'ny vidiny mora, ny famokarana mora, ny miniaturization, ny bandwidth midadasika, ny tombony sy ny fahombiazany, ny fahaiza-mamantatra midadasika ary ny mombamomba ambany. Izy ireo dia resahina etsy ambany.

1. Antenna Broadband sy multi-frequency
Amin'ny TL mahazatra miaraka amin'ny halavan'ny l, rehefa omena ny fatran'ny angular ω0, dia azo kajy toy izao manaraka izao ny halavan'ny herinaratra (na dingana) amin'ny zotra fampitana:

Ny vp dia maneho ny hafainganam-pandehan'ny tsipika fampitaovana. Araka ny hita etsy ambony, ny bandwidth dia mifanitsy akaiky amin'ny fanemoran'ny vondrona, izay ny derivative ny φ momba ny matetika. Noho izany, rehefa mihafohy ny halavan'ny tsipika fampitana dia mihamitombo koa ny bandwidth. Raha lazaina amin'ny teny hafa, misy fifandraisana mivadika eo amin'ny bandwidth sy ny dingana fototra amin'ny tsipika fampitana, izay voafaritra manokana. Izany dia mampiseho fa amin'ny fomban-drazana mizarazara, ny bandwidth miasa dia tsy mora ny mifehy. Izany dia azo ampifandraisina amin'ny fetran'ny zotra fampitana nentim-paharazana amin'ny lafiny fahalalahana. Na izany aza, ny singa mametaka dia mamela ny masontsivana fanampiny ampiasaina amin'ny metamaterial TLs, ary ny valin'ny dingana dia azo fehezina amin'ny lafiny iray. Mba hampitomboana ny bandwidth dia ilaina ny manana slope mitovitovy amin'ny haavon'ny fiasan'ny dispersions. Ny TL metamaterial artifisialy dia afaka mahatratra io tanjona io. Miorina amin'ity fomba ity, fomba maro hanatsarana ny bandwidth an'ny antena no atolotra ao amin'ny taratasy. Ny manam-pahaizana dia nanamboatra sy nanamboatra antenne broadband roa feno resonator peratra misaraka (jereo ny sary 7). Ny valiny aseho ao amin'ny sary 7 dia mampiseho fa aorian'ny famenoana ny resonator peratra mizara miaraka amin'ny antenne monopole mahazatra, dia mientanentana ny maody fanerena ambany. Ny haben'ny resonator peratra misaraka dia amboarina mba hahazoana resonance manakaiky ny an'ny antenne monopole. Ny valiny dia mampiseho fa rehefa mifanandrify ireo resonance roa dia mitombo ny toetran'ny bandwidth sy ny taratra amin'ny antenne. Ny halavany sy ny sakan'ny antenne monopole dia 0.25λ0 × 0.11λ0 sy 0.25λ0 × 0.21λ0 (4GHz), tsirairay avy, ary ny lavany sy ny sakan'ny antena monopole feno amin'ny resonator peratra mizara dia 0.29λ0 × 0.21λ0 (29λ0 × 0.21λ0 (29λ0 × 0.21λ0). ), tsirairay avy. Ho an'ny antenne mahazatra F-shaped sy T-shaped antenne tsy misy resonator peratra, ny tombony ambony indrindra sy ny fahombiazan'ny taratra refesina amin'ny tarika 5GHz dia 3.6dBi - 78.5% ary 3.9dBi - 80.2%. Ho an'ny Antenna feno resonator peratra fisarahana, ireo masontsivana ireo dia 4dBi - 81.2% ary 4.4dBi - 83%, tsirairay avy, ao amin'ny tarika 6GHz. Amin'ny fampiharana ny resonator peratra mizara ho entana mifanentana amin'ny antenne monopole, ny tarika 2.9GHz ~ 6.41GHz sy 2.6GHz ~ 6.6GHz dia azo tohanana, mifanitsy amin'ny bandwidth fractional amin'ny 75.4% sy ~ 87%. Ireo vokatra ireo dia mampiseho fa ny bandwidth fandrefesana dia hatsaraina in-2.4 eo ho eo ary in-2.11 raha oharina amin'ny antenne monopole nentim-paharazana amin'ny habeny raikitra.

Figure 7. Antenne broadband roa feno resonators peratra misaraka.

Araka ny aseho amin'ny sary 8, dia aseho ny valin'ny andrana amin'ny antena monopole vita pirinty. Rehefa S11≤- 10 dB, ny bandwidth miasa dia 185% (0.115-2.90 GHz), ary amin'ny 1.45 GHz, ny tombony ambony indrindra sy ny fahombiazan'ny taratra dia 2.35 dBi ary 78.8%. Ny fisehon'ny antenne dia mitovitovy amin'ny firafitry ny takelaka telozoro mihemotra, izay omen'ny mpizara hery curvilinear. Ny GND voatapaka dia misy stub afovoany napetraka eo ambanin'ny famahanana, ary peratra resonant misokatra efatra no mizara manodidina azy, izay manitatra ny bandwidth an'ny antenne. Ny antenne dia miparitaka saika amin'ny fomba rehetra, mandrakotra ny ankamaroan'ny tarika VHF sy S, ary ny tarika UHF sy L rehetra. Ny habe ara-batana amin'ny antenne dia 48.32 × 43.72 × 0.8 mm3, ary ny haben'ny herinaratra dia 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0. Izy io dia manana tombony amin'ny habeny kely sy ny vidiny ambany, ary mety ho azo ampiasaina amin'ny rafitra fifandraisana tsy misy tariby broadband.

Sary 8: Antenna monopole feno resonator peratra misaraka.

Ny sary 9 dia mampiseho firafitry ny antenne planar misy tadivavarana tariby mifamatotra roa mifamatotra amin'ny fiaramanidina miendrika T notapatapahina amin'ny alalan'ny vias roa. Ny haben'ny antenne dia 38.5 × 36.6 mm2 (0.070λ0 × 0.067λ0), ary ny λ0 dia ny halavan'ny onjam-pahalalahana amin'ny 0.55 GHz. Ny antenne dia mamiratra omnidirectionally ao amin'ny E-fiaramanidina ao amin'ny tarika matetika miasa amin'ny 0.55 ~ 3.85 GHz, miaraka amin'ny tombony ambony indrindra amin'ny 5.5dBi amin'ny 2.35GHz ary ny fahombiazan'ny 90.1%. Ireo endri-javatra ireo dia mahatonga ny antenne natolotra ho mety amin'ny fampiharana isan-karazany, ao anatin'izany ny UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi ary Bluetooth.

Fig. 9 Firafitry ny antena planar.

2. Antenna onja mitete (LWA)
Ny antenna onjam-peo vaovao dia iray amin'ireo fampiharana lehibe amin'ny fanatanterahana ny TL metamaterial artifisialy. Ho an'ny antenne onja mitete, dia toy izao manaraka izao ny fiantraikan'ny β tsy miova amin'ny zoro taratra (θm) sy ny sakan'ny taratra ambony indrindra (Δθ):

L ny halavan'ny antenne, k0 ny isan'ny onjam-peo amin'ny habaka malalaka, ary ny λ0 dia ny halavan'ny onjam-peo amin'ny habaka malalaka. Marihina fa rehefa |β| ny taratra

3. Antenna resonator tsy misy baiko
Ny fananana tsy manam-paharoa amin'ny metamaterial CRLH dia ny hoe β dia mety ho 0 rehefa tsy mitovy amin'ny aotra ny matetika. Miorina amin'ity fananana ity, azo amboarina ny resonator zero-order (ZOR) vaovao. Rehefa aotra ny β dia tsy misy fiovàna dingana mitranga ao amin'ny resonator manontolo. Izany dia satria ny fiovan'ny dingana tsy miova φ = - βd = 0. Ankoatra izany, ny resonance dia tsy miankina afa-tsy amin'ny enta-mavesatra ary tsy miankina amin'ny halavan'ny rafitra. Ny sary 10 dia mampiseho fa ny antenne natolotra dia noforonina tamin'ny fampiasana singa roa sy telo miaraka amin'ny endrika E, ary ny totalin'ny habe dia 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 ary 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, izay ahitana ny halavan'ny onjam-peo. ny toerana malalaka amin'ny asa Frequency 500 MHz sy 650 MHz, tsirairay avy. Ny antenne dia miasa amin'ny hafainganam-pandehan'ny 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) sy 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), miaraka amin'ny bandwidth 91.9% sy 96.0%. Ho fanampin'ny toetran'ny habe kely sy midadasika, ny tombony sy ny fahombiazan'ny antena voalohany sy faharoa dia 5.3dBi sy 85% (1GHz) ary 5.7dBi ary 90% (1.4GHz).

Fig. 10 Firafitry ny antenne double-E sy triple-E natolotra.

4. Slot Antenna
Fomba tsotra no naroso hanitarana ny aperture amin'ny antenne CRLH-MTM, saingy saika tsy miova ny haben'ny antenne. Araka ny aseho amin'ny sary 11, ny antenne dia ahitana singa CRLH mifanatona mitsangana, izay misy tsipika sy tsipika mikoriana, ary misy slot miendrika S eo amin'ny patch. Ny antenne dia omen'ny stub mifanandrify CPW, ary ny habeny dia 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm, mifanitsy amin'ny 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, izay λ0 (3.5GHz) dia maneho ny halavan'ny onjam-pahalalahana. Ny valiny dia mampiseho fa ny antenne dia miasa ao amin'ny tarika matetika 0.85-7.90GHz, ary ny bandwidth miasa dia 161.14%. Ny tombony avo indrindra amin'ny taratra sy ny fahombiazan'ny antenne dia miseho amin'ny 3.5GHz, izay 5.12dBi ary ~ 80% tsirairay avy.