Wararka - Dib u eegis ku saabsan anteenooyinka khadka gudbinta oo ku salaysan walxaha metamaterials (Qaybta 2)

2. Adeegsiga MTM-TL ee Nidaamyada Anteenada
Qaybtani waxay diiradda saari doontaa TL-yada macmalka ah iyo qaar ka mid ah codsiyadooda ugu badan uguna khuseeya ee lagu xaqiijinayo qaab-dhismeedka anteenooyinka kala duwan oo leh kharash yar, wax-soo-saar fudud, yarayn, baaxad ballaaran, faa'iido sare iyo hufnaan, awoodda sawir-qaadista baaxadda leh iyo muuqaal hooseeya. Hoos waxaa looga hadlayaa.

1. Anteenooyinka ballaaran iyo kuwa soo noqnoqda badan
TL caadi ah oo leh dherer l ah, marka la bixiyo soo noqnoqoshada xagasha ω0, dhererka korantada (ama wejiga) ee khadka gudbinta waxaa loo xisaabin karaa sidan soo socota:

Halka vp uu matalo xawaaraha wejiga ee khadka gudbinta. Sida laga arki karo kor ku xusan, baaxadda ballaca waxay si dhow ula mid tahay dib u dhaca kooxda, kaas oo ah wax soo saarka φ marka loo eego soo noqnoqoshada. Sidaa darteed, marka dhererka xariiqda gudbinta uu gaabiyo, baaxadda ballaca ayaa sidoo kale sii ballaaranaysa. Si kale haddii loo dhigo, waxaa jira xiriir rogan oo u dhexeeya baaxadda ballaca iyo wejiga aasaasiga ah ee khadka gudbinta, kaas oo ah mid gaar u ah naqshadda. Tani waxay muujinaysaa in wareegyada dhaqameed ee la qaybiyey, baaxadda hawlgalka aysan fududayn in la xakameeyo. Tan waxaa loo aanayn karaa xaddidaadaha khadadka gudbinta dhaqameed marka loo eego heerarka xorriyadda. Si kastaba ha ahaatee, walxaha rarista waxay u oggolaanayaan cabbirro dheeraad ah in loo isticmaalo TL-yada metamaterial, jawaabta wejigana waxaa la xakamayn karaa ilaa xad. Si loo kordhiyo baaxadda ballaca, waxaa lagama maarmaan ah in la yeesho jiho la mid ah oo u dhow soo noqnoqoshada hawlgalka ee sifooyinka kala firdhinta. TL-ga macmalka ah ee metamaterial wuxuu gaari karaa yoolkan. Iyada oo ku saleysan habkan, habab badan oo lagu xoojinayo baaxadda anteenooyinka ayaa lagu soo jeediyay warqadda. Culimadu waxay naqshadeeyeen oo sameeyeen laba anteeno ballaaran oo lagu rakibay resonators giraanta kala qaybsan (fiiri Jaantuska 7). Natiijooyinka lagu muujiyay Jaantuska 7 waxay muujinayaan in ka dib marka lagu shubo resonator-ka giraanta kala go'da anteenada monopole-ka caadiga ah, habka soo noqnoqoshada resonant-ka hooseeya ayaa kacsan. Cabbirka resonator-ka giraanta kala go'da ayaa loo habeeyay si loo gaaro resonance u dhow kan anteenada monopole-ka. Natiijooyinku waxay muujinayaan in marka labada resonance-ku isku beegmaan, baaxadda iyo astaamaha shucaaca ee anteenada ayaa kordha. Dhererka iyo ballaca anteenada monopole-ka waa 0.25λ0×0.11λ0 iyo 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz), siday u kala horreeyaan, dhererka iyo ballaca anteenada monopole-ka ee lagu raray resonator giraanta kala go'da waa 0.29λ0×0.21λ0 (2.9GHz), siday u kala horreeyaan. Anteenada caadiga ah ee qaabka F-qaabka ah iyo anteenada qaabka T-qaabka ah ee aan lahayn resonator giraanta kala go'da ah, waxtarka faa'iidada ugu badan iyo shucaaca ee lagu cabbiro kooxda 5GHz waa 3.6dBi - 78.5% iyo 3.9dBi - 80.2%, siday u kala horreeyaan. Anteenada lagu shubay resonator giraan kala qaybsan, xuduudahani waa 4dBi - 81.2% iyo 4.4dBi - 83%, siday u kala horreeyaan, band-ka 6GHz. Iyadoo la hirgelinayo resonator giraan kala qaybsan sidii culays isku mid ah anteenada monopole, xargaha 2.9GHz ~ 6.41GHz iyo 2.6GHz ~ 6.6GHz waa la taageeri karaa, taasoo u dhiganta band-yada jajaban ee 75.4% iyo ~87%, siday u kala horreeyaan. Natiijooyinkani waxay muujinayaan in band-ka cabbirka la hagaajiyay qiyaastii 2.4 jeer iyo 2.11 jeer marka la barbar dhigo anteenooyinka monopole-ka dhaqameed ee qiyaastii cabbir go'an leh.

Jaantuska 7. Laba anteeno oo ballaaran oo ay ku jiraan resonators-ring-split.

Sida ku cad Jaantuska 8, natiijooyinka tijaabada ah ee anteenada monopole-ka ee kooban ee daabacan ayaa la muujiyay. Marka S11≤- 10 dB, baaxadda hawlgalka waa 185% (0.115-2.90 GHz), iyo 1.45 GHz, faa'iidada ugu sarreysa iyo hufnaanta shucaaca waa 2.35 dBi iyo 78.8%, siday u kala horreeyaan. Qaab-dhismeedka anteenadu wuxuu la mid yahay qaab-dhismeedka xaashi saddex-xagal ah oo gadaal-ilaa-gadaal ah, kaas oo ay quudiso qaybiye awood qaloocan. GND-ga la jaray wuxuu ka kooban yahay stub dhexe oo la dhigay hoostiisa quudiyaha, afar giraan oo resonant furan ayaa lagu qaybiyaa hareerihiisa, taas oo ballaarinaysa ballaca anteenada. Anteenadu waxay ku dhawaad dhinac kasta ka iftiimaysaa, iyadoo daboolaysa inta badan xargaha VHF iyo S, iyo dhammaan xargaha UHF iyo L. Cabbirka jireed ee anteenada waa 48.32×43.72×0.8 mm3, cabbirka korontaduna waa 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0. Waxay leedahay faa'iidooyinka cabbirka yar iyo kharashka yar, waxayna leedahay fursado codsi oo suurtagal ah oo ku jira nidaamyada isgaarsiinta wireless-ka ee ballaaran.

Jaantuska 8: Anteenada monopole-ka oo lagu shubay resonator giraangir kala qaybsan.

Jaantuska 9aad wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka anteenada oo ka kooban laba lammaane oo silig ah oo isku xiran oo ku dul yaal dhul siman oo qaab T ah oo la jaray iyada oo loo marayo laba vias. Cabbirka anteenadu waa 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), halkaas oo λ0 uu yahay hirarka booska xorta ah ee 0.55 GHz. Anteenadu waxay si dhinac walba ah ugu faaftaa E-plane-ka qaybta soo noqnoqoshada hawlgalka ee 0.55 ~ 3.85 GHz, iyadoo leh faa'iido ugu badan oo ah 5.5dBi 2.35GHz iyo hufnaan 90.1%. Astaamahani waxay ka dhigayaan anteenada la soo jeediyay mid ku habboon codsiyada kala duwan, oo ay ku jiraan UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi iyo Bluetooth.

Jaantuska 9 Qaab-dhismeedka anteenada qorshaysan ee la soo jeediyay.

2. Anteenada Hirarka Daadanaya (LWA)
Anteenada cusub ee hirarka daadanaya waa mid ka mid ah codsiyada ugu muhiimsan ee lagu xaqiijinayo TL-ga macmal ah. Anteenooyinka hirarka daadanaya, saameynta joogtada ah ee wejiga β ee xagasha shucaaca (θm) iyo ballaca ugu badan ee shucaaca (Δθ) waa sida soo socota:

L waa dhererka anteenada, k0 waa lambarka hirarka ee booska xorta ah, iyo λ0 waa hirarka ku jira booska xorta ah. Ogow in shucaacu uu dhaco oo keliya marka |β|

3. Anteenada resonator-ka eber-order
Sifo gaar ah oo ku jirta maaddada CRLH metamaterial ayaa ah in β uu noqon karo 0 marka soo noqnoqoshadu aysan la mid ahayn eber. Iyada oo ku saleysan hantidan, waxaa la soo saari karaa resonator cusub oo eber-order ah (ZOR). Marka β uu eber yahay, ma jiro isbeddel weji ah oo ku dhaca resonator-ka oo dhan. Tani waa sababta oo ah joogtada wareejinta wejiga φ = - βd = 0. Intaa waxaa dheer, resonance-ku wuxuu ku xiran yahay oo keliya culeyska falgalka ah wuxuuna ka madax bannaan yahay dhererka qaab-dhismeedka. Jaantuska 10 wuxuu muujinayaa in anteenada la soo jeediyay lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo laba iyo saddex cutub oo leh qaab E, wadarta guudna waa 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 iyo 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, siday u kala horreeyaan, halkaas oo λ0 ay u taagan tahay mowjadda booska xorta ah ee mawjadaha hawlgalka ee 500 MHz iyo 650 MHz, siday u kala horreeyaan. Anteenadu waxay ku shaqeysaa mawjado u dhexeeya 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) iyo 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), iyadoo leh mawjado u dhigma 91.9% iyo 96.0%. Marka laga soo tago astaamaha cabbirka yar iyo mawjado ballaaran, faa'iidada iyo hufnaanta anteenooyinka koowaad iyo labaad waa 5.3dBi iyo 85% (1GHz) iyo 5.7dBi iyo 90% (1.4GHz), siday u kala horreeyaan.

Jaantuska 10 Qaab-dhismeedka anteenooyinka laba-geesoodka ah ee E iyo saddex-geesoodka ah ee la soo jeediyay.

4. Anteenada booska
Hab fudud ayaa la soo jeediyay si loo ballaariyo daloolka anteenada CRLH-MTM, laakiin cabbirka anteenada ma aha mid isbeddelaya. Sida ku cad Jaantuska 11, anteenadu waxay ka kooban tahay cutubyo CRLH ah oo si toosan isugu dul yaal, kuwaas oo ka kooban balastarro iyo xariiqyo wareegsan, waxaana ku yaal god qaab S ah oo ku yaal balastar. Anteenada waxaa quudiya stub isku mid ah oo CPW ah, cabbirkeeduna waa 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm, oo u dhiganta 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, halkaas oo λ0 (3.5GHz) ay u taagan tahay hirarka booska xorta ah. Natiijooyinku waxay muujinayaan in anteenadu ay ku shaqeyso xadka soo noqnoqda ee 0.85-7.90GHz, baaxadda hawlgalkana waa 161.14%. Kororka shucaaca ugu sarreeya iyo hufnaanta anteenadu waxay ka muuqataa 3.5GHz, kuwaas oo ah 5.12dBi iyo ~80%, siday u kala horreeyaan.