נייַעס - א רעצענזיע פון טראַנסמיסיע ליניע אַנטענאַז באזירט אויף מעטאַמאַטעריאַלז (טייל 2)

2. אַפּפּליקאַטיאָן פון MTM-TL אין אַנטענע סיסטעמען
דער אָפּטיילונג וועט פאָקוס אויף קינסטלעך מעטאַמאַטעראַל TLs און עטלעכע פון זייער מערסט פּראָסט און באַטייַטיק אַפּלאַקיישאַנז פֿאַר ריאַלייזינג פאַרשידן אַנטענע סטראַקטשערז מיט נידעריק פּרייַז, גרינג מאַנופאַקטורינג, מיניאַטוריזאַטיאָן, ברייט באַנדווידט, הויך געווינס און עפעקטיווקייַט, ברייט קייט סקאַנינג פיייקייט און נידעריק פּראָפיל. זיי זענען דיסקאַסט אונטן.

1. בראָדבאַנד און מאַלטי-אָפטקייַט אַנטענאַז
אין אַ טיפּיש TL מיט אַ לענג פון ל, ווען די ווינקלדיק אָפטקייַט ω0 איז געגעבן, די עלעקטריקאַל לענג (אָדער פאַסע) פון די טראַנסמיסיע שורה קענען זיין קאַלקיאַלייטיד ווי גייט:

ווו vp רעפּראַזענץ די פאַסע גיכקייַט פון די טראַנסמיסיע שורה. ווי איר קענען זען פון די אויבן, די באַנדווידט קאָראַספּאַנדז ענג צו די גרופּע פאַרהאַלטן, וואָס איז דער דעריוואַט פון φ מיט רעספּעקט צו אָפטקייַט. דעריבער, ווי די טראַנסמיסיע שורה לענג ווערט קירצער, די באַנדווידט אויך ווערט ברייט. אין אנדערע ווערטער, עס איז אַ פאַרקערט שייכות צווישן די באַנדווידט און די פונדאַמענטאַל פאַסע פון די טראַנסמיסיע שורה, וואָס איז פּלאַן ספּעציפיש. דאָס ווייזט אַז אין טראדיציאנעלן פונאנדערגעטיילט סערקאַץ, די אַפּערייטינג באַנדווידט איז נישט גרינג צו קאָנטראָלירן. דאָס קען זיין אַטריביאַטאַד צו די לימיטיישאַנז פון טראדיציאנעלן טראַנסמיסיע שורות אין טערמינען פון פרייהייט גראַד. אָבער, לאָודינג עלעמענטן לאָזן נאָך פּאַראַמעטערס צו זיין געוויינט אין מעטאַמאַטעראַל TLs, און די פאַסע ענטפער קענען זיין קאַנטראָולד צו אַ זיכער מאָס. אין סדר צו פאַרגרעסערן די באַנדווידט, עס איז נייטיק צו האָבן אַ ענלעך שיפּוע לעבן די אַפּערייטינג אָפטקייַט פון די דיספּערסיאָן קעראַקטעריסטיקס. קינסטלעך מעטאַמאַטעראַל TL קענען דערגרייכן דעם ציל. באַזירט אויף דעם צוגאַנג, פילע מעטהאָדס פֿאַר ענכאַנסינג די באַנדווידט פון אַנטענאַז זענען פארגעלייגט אין דעם פּאַפּיר. געלערנטע האָבן דיזיינד און פאַבריקייטיד צוויי בראָדבאַנד אַנטענאַז לאָודיד מיט שפּאַלטן רינג רעזאַנייטערז (זען פיגורע 7). די רעזולטאַטן געוויזן אין פיגור 7 ווייַזן אַז נאָך לאָודינג די שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר מיט די קאַנווענשאַנאַל מאָנאָפּאָל אַנטענע, אַ נידעריק רעזאַנאַנט אָפטקייַט מאָדע איז יקסייטאַד. די גרייס פון די שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר איז אָפּטימיזעד צו דערגרייכן אַ רעזאַנאַנס נאָענט צו די מאָנאָפּאָל אַנטענע. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז ווען די צוויי רעזאַנאַנסיז צונויפפאַלן, די באַנדווידט און ראַדיאַציע קעראַקטעריסטיקס פון די אַנטענע זענען געוואקסן. די לענג און ברייט פון די מאָנאָפּאָל אַנטענע זענען ריספּעקטיוולי 0.25λ0 × 0.11λ0 און 0.25λ0 × 0.21λ0 (4 גהז), און די לענג און ברייט פון די מאָנאָפּאָל אַנטענע לאָודיד מיט אַ שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר זענען 0.29λ0 × 0.21 גהז (0.21 גהז). ), ריספּעקטיוולי. פֿאַר די קאַנווענשאַנאַל F-שייפּט אַנטענע און ט-שייפּט אַנטענע אָן אַ שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר, די העכסטן געווינס און ראַדיאַציע עפעקטיווקייַט געמאסטן אין די 5GHz באַנד זענען 3.6dBi - 78.5% און 3.9dBi - 80.2%, ריספּעקטיוולי. פֿאַר די אַנטענע לאָודיד מיט אַ שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר, די פּאַראַמעטערס זענען 4dBi - 81.2% און 4.4dBi - 83%, ריספּעקטיוולי, אין די 6GHz באַנד. דורך ימפּלאַמענינג אַ שפּאַלטן רינג רעסאָנאַטאָר ווי אַ וואָס ריכטן מאַסע אויף די מאָנאָפּאָל אַנטענע, די 2.9GHz ~ 6.41GHz און 2.6GHz ~ 6.6GHz באַנדס קענען זיין געשטיצט, קאָראַספּאַנדינג צו פראַקשאַנאַל באַנדווידטס פון 75.4% און ~87% ריספּעקטיוולי. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די מעזשערמאַנט באַנדווידט איז ימפּרוווד מיט בעערעך 2.4 מאל און 2.11 מאל קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן מאָנאָפּאָל אַנטענאַז פון בעערעך פאַרפעסטיקט גרייס.

פיגורע 7. צוויי בראָדבאַנד אַנטענאַז לאָודיד מיט שפּאַלטן-רינג רעזאַנייטערז.

ווי געוויזן אין פיגורע 8, די יקספּערמענאַל רעזולטאַטן פון די סאָליד געדרוקט מאָנאָפּאָל אַנטענע זענען געוויזן. ווען S11≤- 10 dB, די אַפּערייטינג באַנדווידט איז 185% (0.115-2.90 GHz), און ביי 1.45 GHz, די שפּיץ געווינס און ראַדיאַציע עפעקטיווקייַט איז 2.35 דבי און 78.8% ריספּעקטיוולי. דער אויסלייג פון די אַנטענע איז ענלעך צו אַ צוריק-צו-צוריק טרייאַנגגיאַלער בויגן סטרוקטור, וואָס איז פאסטעכער דורך אַ קערווילינעאַר מאַכט דיווידער. די טרונקייטיד GND כּולל אַ הויפט שטום געשטעלט אונטער די פידער, און פיר עפענען רעזאַנאַנט רינגס זענען פונאנדערגעטיילט אַרום אים, וואָס וויידאַנז די באַנדווידט פון די אַנטענע. די אַנטענע ראַדיייץ כּמעט אָמנידירעקטיאָנאַללי, קאַווערינג רובֿ פון די VHF און S באַנדס, און אַלע די UHF און L באַנדס. די גשמיות גרייס פון דער אַנטענע איז 48.32 × 43.72 × 0.8 מם3, און די עלעקטריקאַל גרייס איז 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0. עס האט די אַדוואַנטידזשיז פון קליין גרייס און נידעריק פּרייַז, און האט פּאָטענציעל אַפּלאַקיישאַן פּראַספּעקס אין בראָדבאַנד וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעמען.

פיגורע 8: מאָנאָפּאָל אַנטענע לאָודיד מיט שפּאַלטן רינג רעזאַנאַטאָר.

פיגור 9 ווייזט אַ פּלאַנער אַנטענע סטרוקטור קאַנסיסטינג פון צוויי פּערז פון ינטערקאַנעקטיד מיאַנדער דראָט לופּס גראָונדעד צו אַ טראַנגקייטיד ה-שייפּט ערד פלאַך דורך צוויי וויאַס. די אַנטענע גרייס איז 38.5 × 36.6 מם2 (0.070λ0 × 0.067λ0), ווו λ0 איז די פריי פּלאַץ ווייוולענגט פון 0.55 גהז. די אַנטענע ראַדיייץ אָמנידירעקטיאָנאַללי אין די E- פלאַך אין די אַפּערייטינג אָפטקייַט באַנד פון 0.55 ~ 3.85 גהז, מיט אַ מאַקסימום געווינס פון 5.5 דבי ביי 2.35 גהז און אַ עפעקטיווקייַט פון 90.1%. די פֿעיִקייטן מאַכן די פארגעלייגט אַנטענע פּאַסיק פֿאַר פאַרשידן אַפּלאַקיישאַנז, אַרייַנגערעכנט UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi און בלועטאָאָטה.

פיגורע 9 פּראָפּאָסעד פּלאַנער אַנטענע סטרוקטור.

2. ליקי וואַווע אַנטענע (לוואַ)
די נייַע ליקי כוואַליע אַנטענע איז איינער פון די הויפּט אַפּלאַקיישאַנז פֿאַר ריאַלייזינג קינסטלעך מעטאַמאַטעראַל TL. פֿאַר ליקי כוואַליע אַנטענאַז, די ווירקונג פון די פאַסע קעסיידערדיק β אויף די ראַדיאַציע ווינקל (θm) און די מאַקסימום שטראַל ברייט (Δθ) איז ווי גייט:

L איז די אַנטענע לענג, k0 איז די כוואַליע נומער אין פריי פּלאַץ, און λ0 איז די ווייוולענגט אין פריי פּלאַץ. באַמערקונג אַז ראַדיאַציע אַקערז בלויז ווען |β|

3. נול-סדר רעסאָנאַטאָר אַנטענע
א יינציק פאַרמאָג פון CRLH מעטאַמאַטעריעל איז אַז β קענען זיין 0 ווען די אָפטקייַט איז נישט גלייַך צו נול. באַזירט אויף דעם פאַרמאָג, אַ נייַ נול-סדר רעסאָנאַטאָר (ZOR) קענען זיין דזשענערייטאַד. ווען β איז נול, קיין פאַסע יבעררוק אַקערז אין די גאנצע רעזאַנאַטאָר. דאָס איז ווייַל די פאַסע יבעררוק קעסיידערדיק φ = - βd = 0. אין דערצו, די אפקלאנג דעפּענדס בלויז אויף די ריאַקטיוו מאַסע און איז פרייַ פון די לענג פון די סטרוקטור. פיגורע 10 ווייזט אַז די פארגעלייגט אַנטענע איז פאַבריקייטיד דורך אַפּלייינג צוויי און דריי וניץ מיט E-פאָרעם, און די גאַנץ גרייס איז 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 און 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, ריספּעקטיוולי, די λ0, ריספּעקטיוולי. פון פריי פּלאַץ אין אַפּערייטינג פרעקווענסיעס פון 500 מהז און 650 מהז, ריספּעקטיוולי. די אַנטענע אַפּערייץ ביי פריקוואַנסיז פון 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) און 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), מיט קאָרעוו באַנדווידטס פון 91.9% און 96.0%. אין אַדישאַן צו די קעראַקטעריסטיקס פון קליין גרייס און ברייט באַנדווידט, די געווינס און עפעקטיווקייַט פון דער ערשטער און רגע אַנטענאַז זענען ריספּעקטיוולי 5.3 דבי און 85% (1 גהז) און 5.7 דבי און 90% (1.4 גהז).

פיגורע 10 פּראָפּאָסעד טאָפּל-E און דרייַיק-E אַנטענע סטראַקטשערז.

4. שפּעלטל אַנטענע
א פּשוט אופֿן איז פארגעלייגט צו פאַרגרעסערן די עפענונג פון די CRLH-MTM אַנטענע, אָבער די אַנטענע גרייס איז כּמעט אַנטשיינדזשד. ווי געוויזן אין פיגורע 11, די אַנטענע כולל CRLH וניץ סטאַקט ווערטיקלי אויף יעדער אנדערער, וואָס אַנטהאַלטן פּאַטשאַז און מיאַנדער שורות, און עס איז אַ S-שייפּט שפּעלטל אויף די לאַטע. די אַנטענע איז פעד דורך אַ CPW וואָס ריכטן שטויב, און זייַן גרייס איז 17.5 מם × 32.15 מם × 1.6 מם, קאָראַספּאַנדינג צו 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, ווו λ0 (3.5GHz) רעפּראַזענץ די ווייוולענגט פון פריי פּלאַץ. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די אַנטענע אַפּערייץ אין די אָפטקייַט באַנד פון 0.85-7.90 גהז, און די אַפּערייטינג באַנדווידט איז 161.14%. די העכסטן ראַדיאַציע געווינען און עפעקטיווקייַט פון די אַנטענע דערשייַנען ביי 3.5GHz, וואָס זענען ריספּעקטיוולי 5.12dBi און ~80%.