2. Aplikasi MTM-TL ing Sistem Antena
Bagean iki bakal fokus ing TL metamaterial gawean lan sawetara aplikasi sing paling umum lan relevan kanggo nyadari macem-macem struktur antena kanthi biaya murah, manufaktur gampang, miniaturisasi, bandwidth lebar, gain dhuwur lan efisiensi, kemampuan mindhai sudhut lan profil kurang. Padha rembugan ing ngisor iki.
1. Broadband lan multi-frekuensi antena
Ing TL khas kanthi dawa l, nalika frekuensi sudut ω0 diwenehake, dawa listrik (utawa fase) saluran transmisi bisa diitung kaya ing ngisor iki:
Where vp nggantosi kacepetan phase saka baris transmisi. Kaya sing bisa dideleng saka ndhuwur, bandwidth cocog banget karo wektu tundha klompok, yaiku turunan saka φ babagan frekuensi. Mulane, minangka dawa baris transmisi dadi luwih cendhek, bandwidth uga dadi luwih amba. Ing tembung liyane, ana hubungan kuwalik antarane bandwidth lan phase dhasar saka baris transmisi, kang desain tartamtu. Iki nuduhake yen ing sirkuit distribusi tradisional, bandwidth operasi ora gampang dikontrol. Iki bisa digandhengake karo watesan saluran transmisi tradisional babagan derajat kebebasan. Nanging, unsur loading ngidini paramèter tambahan digunakake ing TLs metamaterial, lan respon phase bisa kontrol kanggo ombone tartamtu. Kanggo nambah bandwidth, perlu duwe kemiringan sing padha ing cedhak frekuensi operasi karakteristik dispersi. TL metamaterial artifisial bisa nggayuh tujuan kasebut. Adhedhasar pendekatan iki, akeh cara kanggo nambah bandwidth antena ngajokaken ing kertas. Sarjana wis ngrancang lan nggawe rong antena broadband sing diisi karo resonator cincin pamisah (pirsani Gambar 7). Asil ditampilake ing Figure 7 nuduhake yen sawise loading pamisah ring resonator karo antena monopole conventional, mode frekuensi resonant kurang bungah. Ukuran resonator dering pamisah dioptimalake kanggo entuk resonansi sing cedhak karo antena monopole. Asil nuduhake yen loro resonansi pas, bandwidth lan karakteristik radiation saka antena tambah. Dawane lan ambane antena monopole yaiku 0.25λ0 × 0.11λ0 lan 0.25λ0 × 0.21λ0 (4GHz), lan dawa lan ambane antena monopole sing dimuat karo resonator cincin pamisah yaiku 0.29λ0 × 0.21λ0 (29λ0 × 0.21λ0 (29λ0 × 0.21λ0). ), mungguh. Kanggo antena F-shaped konvensional lan antena T-shaped tanpa resonator ring pamisah, gain paling dhuwur lan efficiency radiation diukur ing pita 5GHz 3,6dBi - 78,5% lan 3,9dBi - 80,2%. Kanggo antena sing dimuat karo resonator dering pamisah, paramèter kasebut yaiku 4dBi - 81,2% lan 4,4dBi - 83%, ing pita 6GHz. Kanthi ngleksanakake resonator dering pamisah minangka beban sing cocog ing antena monopole, band 2.9GHz ~ 6.41GHz lan 2.6GHz ~ 6.6GHz bisa didhukung, cocog karo bandwidth pecahan 75,4% lan ~ 87%. Asil iki nuduhake yen bandwidth pangukuran wis apik dening kira-kira 2,4 kaping lan 2,11 kaping dibandhingake antena monopole tradisional saka kira-kira ukuran tetep.
Figure 7. Two antena broadband dimuat karo pamisah-ring resonators.
Minangka ditampilake ing Figure 8, asil eksperimen saka antena monopole dicithak kompak ditampilake. Nalika S11≤- 10 dB, bandwidth operasi yaiku 185% (0.115-2.90 GHz), lan ing 1.45 GHz, gain puncak lan efisiensi radiasi yaiku 2.35 dBi lan 78.8%. Tata letak antena padha karo struktur lembaran segi telu mburi-kanggo-mburi, sing dipakani dening pembagi daya curvilinear. GND sing dipotong ngemot stub tengah sing diselehake ing sangisore feeder, lan papat dering resonansi mbukak disebarake ing saubengé, sing nggedhekake bandwidth antena. Antena radiates meh omnidirectionally, nutupi paling saka VHF lan S bands, lan kabeh UHF lan L bands. Ukuran fisik antena yaiku 48,32 × 43,72 × 0,8 mm3, lan ukuran listrik yaiku 0,235λ0 × 0,211λ0 × 0,003λ0. Nduweni kaluwihan ukuran cilik lan biaya murah, lan nduweni prospek aplikasi potensial ing sistem komunikasi nirkabel broadband.
Gambar 8: Antena monopole sing diisi karo resonator cincin pamisah.
Figure 9 nuduhake struktur antena planar dumadi saka rong pasangan puteran kabel meander interconnected grounded T-shaped bidang lemah liwat loro vias. Ukuran antena yaiku 38,5 × 36,6 mm2 (0,070λ0 × 0,067λ0), ing ngendi λ0 minangka dawa gelombang ruang bebas 0,55 GHz. Antena radiates omnidirectionally ing E-bidang ing band frekuensi operasi 0,55 ~ 3,85 GHz, karo gain maksimum 5,5dBi ing 2,35GHz lan efficiency 90,1%. Fitur kasebut ndadekake antena sing diusulake cocog kanggo macem-macem aplikasi, kalebu UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi lan Bluetooth.
Fig.. 9 Ngajokaken struktur antena planar.
2. Antena Gelombang Bocor (LWA)
Antena gelombang bocor anyar minangka salah sawijining aplikasi utama kanggo nyadari TL metamaterial buatan. Kanggo antena gelombang bocor, efek saka konstanta fase β ing sudut radiasi (θm) lan jembar sinar maksimum (Δθ) kaya ing ngisor iki:
L yaiku dawa antena, k0 yaiku nomer gelombang ing ruang bebas, lan λ0 yaiku dawane gelombang ing ruang bebas. Elinga yen radiasi mung dumadi nalika |β|
3. Antena resonator Zero-order
Properti unik saka metamaterial CRLH yaiku β bisa dadi 0 nalika frekuensi ora padha karo nol. Adhedhasar sifat iki, resonator urutan nul anyar (ZOR) bisa digawe. Nalika β nol, ora ana owah-owahan fase ing kabeh resonator. Iki amarga konstanta shift fase φ = - βd = 0. Kajaba iku, resonansi mung gumantung ing beban reaktif lan ora gumantung saka dawa struktur. Figure 10 nuduhake yen antena sing diusulake digawe kanthi nggunakake rong lan telung unit kanthi bentuk E, lan ukuran total yaiku 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 lan 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, ing ngendi dawane gelombang 0.001λ0. ruang bebas ing frekuensi operasi masing-masing 500 MHz lan 650 MHz. Antena beroperasi ing frekuensi 0,5-1,35 GHz (0,85 GHz) lan 0,65-1,85 GHz (1,2 GHz), kanthi bandwidth relatif 91,9% lan 96,0%. Saliyane karakteristik ukuran cilik lan jembaré band jembaré, gain lan efficiency saka antena pisanan lan kaloro 5.3dBi lan 85% (1GHz) lan 5.7dBi lan 90% (1.4GHz), mungguh.
Fig.. 10 Ngajokaken struktur antena pindho E lan telung E.
4. Slot Antena
A cara prasaja wis ngajokaken kanggo nggedhekake aperture saka antena CRLH-MTM, nanging ukuran antena meh ora owah. Minangka ditampilake ing Figure 11, antena kalebu unit CRLH dibandhingke vertikal ing saben liyane, kang ngemot patch lan garis meander, lan ana slot S-shaped ing patch. Antena kasebut diwenehake dening stub sing cocog karo CPW, lan ukurane 17,5 mm × 32,15 mm × 1,6 mm, cocog karo 0,204λ0 × 0,375λ0 × 0,018λ0, ing ngendi λ0 (3,5GHz) nuduhake dawa gelombang ruang bebas. Asil nuduhake yen antena makaryakke ing pita frekuensi 0,85-7,90GHz, lan bandwidth operasi 161,14%. Gain radiasi paling dhuwur lan efisiensi antena katon ing 3.5GHz, yaiku 5.12dBi lan ~ 80%.
Fig.. 11 Ngajokaken CRLH MTM slot antena.
Kanggo mangerteni sing luwih lengkap babagan antena, bukak:
Wektu kirim: Aug-30-2024
