Iyada oo ay sii kordhayso caannimada aaladaha wireless-ka, adeegyada xogtu waxay galeen xilli cusub oo horumar degdeg ah, oo sidoo kale loo yaqaan kobaca baaxadda leh ee adeegyada xogta. Waqtigan xaadirka ah, tiro badan oo codsiyo ah ayaa si tartiib tartiib ah uga guuraya kombiyuutarrada una wareegaya aaladaha wireless-ka sida taleefannada gacanta oo si fudud loo qaadi karo loona shaqayn karo waqtiga dhabta ah, laakiin xaaladdan ayaa sidoo kale horseeday koror degdeg ah oo ku yimaada taraafikada xogta iyo yaraanta ilaha bandwidth-ka. Sida laga soo xigtay tirakoobka, heerka xogta ee suuqa ku jira wuxuu gaari karaa Gbps ama xitaa Tbps 10-ka ilaa 15-ka sano ee soo socda. Waqtigan xaadirka ah, isgaarsiinta THZ waxay gaartay heerka xogta Gbps, halka heerka xogta Tbps uu weli ku jiro marxaladaha hore ee horumarinta. Warqad la xiriirta ayaa taxaysa horumarka ugu dambeeyay ee heerarka xogta Gbps iyadoo lagu saleynayo xadka THZ waxayna saadaalinaysaa in Tbps laga heli karo iyada oo loo marayo isku-darka polarization. Sidaa darteed, si loo kordhiyo heerka gudbinta xogta, xal macquul ah ayaa ah in la sameeyo xarig cusub oo soo noqnoqda, kaas oo ah xarigga terahertz, kaas oo ku yaal "aagga madhan" ee u dhexeeya microwaves-ka iyo iftiinka infrared-ka. Shirka Isgaarsiinta Raadiyaha Adduunka ee ITU (WRC-19) sannadkii 2019, baaxadda soo noqnoqoshada ee 275-450GHz ayaa loo isticmaalay adeegyada mobilada ee go'an iyo kuwa dhulka. Waxaa la arki karaa in nidaamyada isgaarsiinta wireless-ka ee terahertz ay soo jiiteen dareenka cilmi-baarayaal badan.
Mowjadaha elektromagnetic-ka ee Terahertz guud ahaan waxaa lagu qeexaa inay yihiin xadka soo noqnoqda ee 0.1-10THz (1THz=1012Hz) oo leh hirar dhererkoodu yahay 0.03-3 mm. Sida laga soo xigtay heerka IEEE, mowjadaha terahertz waxaa lagu qeexaa 0.3-10THz. Jaantuska 1 wuxuu muujinayaa in xadka soo noqnoqda ee terahertz uu u dhexeeyo microwaves-ka iyo iftiinka infrared-ka.
Jaantuska 1aad Jaantuska jaantuska ee heerka soo noqnoqda ee THZ.
Horumarinta Anteenooyinka Terahertz
In kasta oo cilmi-baarista terahertz ay bilaabatay qarnigii 19-aad, haddana looma baran sidii goob madax-bannaan wakhtigaas. Cilmi-baarista ku saabsan shucaaca terahertz waxay inta badan diiradda saareysay xarigga fog-infrared. Ma ahayn ilaa bartamihii ilaa dhammaadkii qarnigii 20-aad in cilmi-baarayaashu ay bilaabeen inay cilmi-baarista hirarka millimeter-ka u horumariyaan kooxda terahertz oo ay sameeyaan cilmi-baaris tiknoolajiyadeed oo gaar ah oo terahertz ah.
Sannadihii 1980-meeyadii, soo ifbixidda ilaha shucaaca terahertz ayaa suurtogal ka dhigay in la isticmaalo hirarka terahertz ee nidaamyada wax ku oolka ah. Tan iyo qarnigii 21-aad, tiknoolajiyada isgaarsiinta bilaa-waayirka ah ayaa si degdeg ah u horumartay, baahida dadku u qabaan macluumaadka iyo kororka qalabka isgaarsiinta ayaa soo bandhigay shuruudo adag oo ku saabsan heerka gudbinta xogta isgaarsiinta. Sidaa darteed, mid ka mid ah caqabadaha tignoolajiyada isgaarsiinta mustaqbalka waa in lagu shaqeeyo heer sare oo xog ah oo gigabits ah ilbiriqsi kasta hal meel. Horumarinta dhaqaalaha ee hadda jirta, ilaha muuqaalka ayaa sii yaraanaya. Si kastaba ha ahaatee, shuruudaha aadanaha ee awoodda isgaarsiinta iyo xawaaraha waa kuwo aan dhammaad lahayn. Dhibaatada ciriiriga muuqaalka, shirkado badan ayaa adeegsada tignoolajiyada wax soo saarka badan (MIMO) si loo hagaajiyo hufnaanta muuqaalka iyo awoodda nidaamka iyada oo loo marayo isku-dhafka booska. Iyadoo la horumarinayo shabakadaha 5G, xawaaraha isku xirka xogta ee isticmaale kasta wuxuu ka badnaan doonaa Gbps, taraafikada xogta ee saldhigyada saldhigga ayaa sidoo kale si weyn u kordhi doona. Nidaamyada isgaarsiinta hirarka milimitir-ka dhaqameed, isku xirka microwave-ka ma awoodi doonaan inay maareeyaan durdurrada xogta ee waaweyn. Intaa waxaa dheer, saameynta khadka aragga awgeed, masaafada gudbinta ee isgaarsiinta infrared-ka waa gaaban tahay goobta qalabkeeda isgaarsiintana waa mid go'an. Sidaa darteed, hirarka THZ, oo u dhexeeya microwaves-ka iyo infrared-ka, waxaa loo isticmaali karaa in lagu dhiso nidaamyada isgaarsiinta xawaaraha sare leh iyo in la kordhiyo heerarka gudbinta xogta iyadoo la adeegsanayo isku xirka THZ.
Hirarka Terahertz waxay bixin karaan ballaca isgaarsiinta oo ballaaran, baaxadda soo noqnoqoshadeeduna waa qiyaastii 1000 jeer ka badan isgaarsiinta moobaylka. Sidaa darteed, isticmaalka THZ si loo dhiso nidaamyada isgaarsiinta wireless-ka ee aadka u xawaaraha sare leh waa xal rajo leh oo lagu xallin karo caqabadda heerarka xogta sare, taas oo soo jiidatay xiisaha kooxo badan oo cilmi-baaris iyo warshado ah. Bishii Sebtembar 2017, heerka isgaarsiinta wireless-ka ee ugu horreeyay ee THZ IEEE 802.15.3d-2017 ayaa la sii daayay, kaas oo qeexaya is-weydaarsiga xogta ee dhibic-ilaa-bartamaha ee heerka soo noqnoqoshada THZ ee hoose ee 252-325 GHz. Lakabka jireed ee kale (PHY) ee isku xirka wuxuu gaari karaa heerarka xogta ilaa 100 Gbps ee ballaca kala duwan.
Nidaamka isgaarsiinta THZ ee ugu horreeyay ee guuleysta ee 0.12 THZ ayaa la aasaasay 2004, nidaamka isgaarsiinta THZ ee 0.3 THZ waxaa la hirgeliyay 2013. Shaxda 1aad waxay taxaysaa horumarka cilmi-baarista ee nidaamyada isgaarsiinta terahertz ee Japan laga bilaabo 2004 ilaa 2013.
Shaxda 1aad Horumarka cilmi-baarista ee nidaamyada isgaarsiinta terahertz ee Japan laga bilaabo 2004 ilaa 2013
Qaab-dhismeedka anteenada ee nidaamka isgaarsiinta ee la sameeyay 2004 waxaa si faahfaahsan u sharraxay Nippon Telegraph iyo Shirkadda Telefoonka (NTT) sanadkii 2005. Qaab-dhismeedka anteenada waxaa lagu soo bandhigay laba xaaladood, sida ku cad Jaantuska 2.
Jaantuska 2aad Jaantuska jaantuska ee nidaamka isgaarsiinta wireless-ka ee NTT 120 GHz ee Japan
Nidaamku wuxuu isku daraa beddelka sawir-qaadista iyo anteenada wuxuuna qaataa laba qaab oo shaqo:
1. Deegaan gudaha ah oo aad ugu dhow, gudbiyaha anteenada ee loo isticmaalo gudaha wuxuu ka kooban yahay jajab photodiode ah oo side hal-line ah (UTC-PD), anteeno god ah oo planar ah iyo muraayad silikoon ah, sida ku cad Jaantuska 2(a).
2. Deegaan bannaanka ah oo fog, si loo hagaajiyo saameynta khasaaraha gudbinta weyn iyo xasaasiyadda yar ee qalabka wax lagu ogaado, anteenada gudbiyaha waa inay lahaataa faa'iido sare. Anteenada terahertz ee hadda jirta waxay isticmaashaa muraayad indhaha ah oo Gaussian ah oo leh faa'iido ka badan 50 dBi. Isku-darka geeska quudinta iyo muraayadaha dielectric waxaa lagu muujiyay Jaantuska 2(b).
Marka laga soo tago horumarinta nidaamka isgaarsiinta 0.12 THZ, NTT waxay sidoo kale samaysay nidaam isgaarsiineed oo 0.3THz ah sanadkii 2012. Iyada oo loo marayo hagaajinta joogtada ah, heerka gudbinta wuxuu noqon karaa mid sareeya ilaa 100Gbps. Sida laga arki karo Shaxda 1, waxay gacan weyn ka geysatay horumarinta isgaarsiinta terahertz. Si kastaba ha ahaatee, shaqada cilmi-baarista ee hadda jirta waxay leedahay faa'iidooyin ay ka mid yihiin soo noqnoqoshada hawlgalka oo hooseysa, cabbirka weyn iyo kharashka sare.
Inta badan anteenooyinka terahertz ee hadda la isticmaalo waxaa laga beddelay anteenooyinka hirarka millimeter-ka, mana jiraan wax cusub oo ku jira anteenooyinka terahertz. Sidaa darteed, si loo horumariyo waxqabadka nidaamyada isgaarsiinta terahertz, hawl muhiim ah ayaa ah in la hagaajiyo anteenooyinka terahertz. Shaxda 2 waxay taxaysaa horumarka cilmi-baarista ee isgaarsiinta THZ ee Jarmalka. Jaantuska 3 (a) wuxuu muujinayaa nidaam isgaarsiineed oo THZ ah oo matalaya oo isku daraya photonics iyo elektaroonik. Jaantuska 3 (b) wuxuu muujinayaa goobta tijaabada tunnelka dabaysha. Marka laga eego xaaladda cilmi-baarista ee hadda ka jirta Jarmalka, cilmi-baaristeeda iyo horumarinteeda waxay sidoo kale leedahay khasaarooyin sida soo noqnoqoshada hawlgalka oo hooseeya, kharash sare iyo hufnaan hoose.
Shaxda 2 Horumarka cilmi-baarista ee isgaarsiinta THZ ee Jarmalka
Jaantuska 3 Muuqaalka tijaabada godka dabaysha
Xarunta ICT-ga ee CSIRO ayaa sidoo kale bilowday cilmi-baaris ku saabsan nidaamyada isgaarsiinta wireless-ka ee gudaha THZ. Xaruntu waxay baratay xiriirka ka dhexeeya sanadka iyo inta jeer ee isgaarsiinta, sida ku cad Jaantuska 4. Sida laga arki karo Jaantuska 4, marka la gaaro 2020, cilmi-baarista ku saabsan isgaarsiinta wireless-ka waxay u janjeertaa heerka THZ. Soo noqnoqoshada ugu badan ee isgaarsiinta ee isticmaaleysa raadiyaha ayaa kordheysa qiyaastii toban jeer labaatankii sanaba mar. Xaruntu waxay soo jeedisay talooyin ku saabsan shuruudaha anteenooyinka THZ iyo anteenooyinka dhaqameed ee la soo jeediyay sida geesaha iyo muraayadaha loogu talagalay nidaamyada isgaarsiinta THZ. Sida ku cad Jaantuska 5, laba anteeno oo gees ah ayaa ka shaqeeya 0.84THz iyo 1.7THz siday u kala horreeyaan, iyagoo leh qaab-dhismeed fudud iyo waxqabad wanaagsan oo Gaussian ah.
Jaantuska 4 Xiriirka ka dhexeeya sanadka iyo soo noqnoqoshada
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Jaantuska 5aad Laba nooc oo anteenooyin gees ah
Mareykanka wuxuu sameeyay cilmi-baaris ballaaran oo ku saabsan qiiqa iyo ogaanshaha hirarka terahertz. Shaybaarrada cilmi-baarista ee caanka ah ee terahertz waxaa ka mid ah Shaybaarka Jet Propulsion (JPL), Xarunta Xawaaraha Tooska ah ee Stanford (SLAC), Shaybaarka Qaranka ee Mareykanka (LLNL), Maamulka Hawada Sare ee Qaranka iyo Maamulka Hawada Sare (NASA), Hay'adda Sayniska Qaranka (NSF), iwm. Anteenooyinka terahertz ee cusub ee loogu talagalay codsiyada terahertz ayaa la nashqadeeyay, sida anteenooyinka bowtie iyo anteenooyinka isteerinka ee soo noqnoqda. Sida laga soo xigtay horumarinta anteenooyinka terahertz, waxaan heli karnaa saddex fikradood oo naqshad aasaasi ah oo loogu talagalay anteenooyinka terahertz hadda, sida ka muuqata Jaantuska 6.
Jaantuska 6 Saddex fikradood oo naqshadeed oo aasaasi ah oo loogu talagalay anteenooyinka terahertz
Falanqaynta kor ku xusan waxay muujinaysaa in inkastoo dalal badan ay si weyn u fiiro gaar ah u yeesheen anteenooyinka terahertz, haddana wali waxay ku jirtaa marxaladda sahaminta iyo horumarinta bilowga ah. Sababtoo ah luminta faafinta sare iyo nuugista molecular-ka, anteenooyinka THZ badanaa waxaa xaddida masaafada gudbinta iyo daboolida. Daraasado qaar ayaa diiradda saaraya soo noqnoqoshada hawlgalka ee hoose ee xarigga THZ. Cilmi-baarista anteenada terahertz ee jirta waxay inta badan diiradda saartaa hagaajinta faa'iidada iyadoo la adeegsanayo anteenooyinka muraayadaha dielectric, iwm., iyo hagaajinta hufnaanta isgaarsiinta iyadoo la adeegsanayo algorithms-ka ku habboon. Intaa waxaa dheer, sida loo horumariyo hufnaanta baakadaha anteenada terahertz sidoo kale waa arrin aad u degdeg ah.
Anteenooyinka guud ee THZ
Waxaa jira noocyo badan oo anteenooyinka THZ ah oo la heli karo: anteenooyinka dipole oo leh godad koontarool ah, safafka milicsiga geeska, dipoles-ka bowtie, anteenooyinka muraayadaha dielectric planar, anteenooyinka sawir-qaadista ee lagu soo saaro ilaha shucaaca isha THZ, anteenooyinka geeska, anteenooyinka THZ oo ku salaysan walxaha graphene, iwm. Sida laga soo xigtay agabka loo isticmaalo sameynta anteenooyinka THZ, waxaa si qiyaas ah loogu qaybin karaa anteenooyin bir ah (badanaa anteenooyinka geeska), anteenooyinka dielectric (anteenooyinka muraayadda), iyo anteenooyinka cusub ee walxaha leh. Qaybtani marka hore waxay bixinaysaa falanqayn hordhac ah oo ku saabsan anteenooyinkan, ka dibna qaybta xigta, shan anteeno THZ oo caadi ah ayaa si faahfaahsan loo soo bandhigayaa oo si qoto dheer loo falanqeeyay.
1. Anteenooyinka birta ah
Anteenada geeska waa anteeno bir ah oo caadi ah oo loogu talagalay inay ka shaqeyso xarigga THZ. Anteenada qalabka qaata hirarka millimeter-ka caadiga ah waa gees koontarool leh. Anteenooyinka toosan iyo kuwa laba-qaab leh waxay leeyihiin faa'iidooyin badan, oo ay ku jiraan qaababka shucaaca ee wareega, faa'iidada sare ee 20 ilaa 30 dBi iyo heerka polarization-ka hooseeya ee -30 dB, iyo hufnaanta isku-xidhka ee 97% ilaa 98%. Ballaca la heli karo ee labada anteeno waa 30%-40% iyo 6%-8%, siday u kala horreeyaan.
Maadaama hirarka terahertz ay aad u sarreeyaan, cabbirka anteenada geeska waa mid aad u yar, taasoo ka dhigaysa habaynta geeska mid aad u adag, gaar ahaan naqshadeynta antenada, kakanaanta tiknoolajiyada farsamayntuna waxay keentaa kharash xad dhaaf ah iyo wax soo saar xaddidan. Sababtoo ah dhibka soo saarista qaybta hoose ee naqshadda geeska ee adag, anteeno gees fudud oo qaab gees ah oo koon ah ama koon ah ayaa badanaa la isticmaalaa, taas oo yarayn karta kharashka iyo kakanaanta habka, waxqabadka shucaaca ee anteenadana si fiican ayaa loo ilaalin karaa.
Anteeno kale oo bir ah waa anteeno hirarka safarka ah oo ah pyramid ah, taas oo ka kooban anteeno hirarka socda oo ku dhex jirta filim dielectric ah oo 1.2 micron ah oo ku dheggan god dheer oo lagu xardhay wafer silicon ah, sida ku cad Jaantuska 7. Anteenadani waa qaab-dhismeed furan oo la jaan qaadaya diode-yada Schottky. Sababtoo ah qaab-dhismeedkeeda fudud iyo shuruudaha wax-soo-saarka oo hooseeya, guud ahaan waxaa loo isticmaali karaa xargaha soo noqnoqda ee ka sarreeya 0.6 THz. Si kastaba ha ahaatee, heerka dhinaca iyo heerka polarization-ka ee anteenada ayaa sarreeya, malaha sababtoo ah qaab-dhismeedkeeda furan. Sidaa darteed, waxtarkeeda isku-xidhka ayaa ah mid hooseeya (qiyaastii 50%).
Jaantuska 7 Anteenada hirarka ee safarka ah ee pyramidal
2. Anteenada Dielectric
Anteenada dielectric waa isku-darka substrate-ka dielectric iyo radiator-ka anteenada. Iyada oo loo marayo naqshad habboon, anteenada dielectric waxay gaari kartaa iswaafajinta impedance-ka ee qalabka ogaanshaha, waxayna leedahay faa'iidooyinka habka fudud, is-dhexgal fudud, iyo kharash yar. Sannadihii ugu dambeeyay, cilmi-baarayaashu waxay naqshadeeyeen dhowr anteenooyin cidhiidhi ah iyo kuwa dab-damis dhinac ah oo la jaan qaadi kara qalabka ogaanshaha impedance-ka hooseeya ee anteenooyinka dielectric-ka terahertz: anteenada balanbaalistu, anteenada laba-qaabaysan ee U, anteenada log-periodic, iyo anteenada sinusoidal-periodic, sida ku cad Jaantuska 8. Intaa waxaa dheer, joomatariyada anteenada ee aadka u adag waxaa lagu naqshadeyn karaa algorithms-ka hidde-sidaha.
Jaantuska 8aad Afar nooc oo anteenooyin ah oo toosan
Si kastaba ha ahaatee, maadaama anteenada dielectric-ka lagu daro substrate dielectric ah, saameyn mowjad dusha sare ah ayaa dhici doonta marka soo noqnoqoshadu ay u janjeerto xarigga THZ. Khasaarahan dilaaga ah wuxuu sababi doonaa in anteenadu lumiso tamar badan inta lagu jiro hawlgalka wuxuuna horseedi doonaa hoos u dhac weyn oo ku yimaada hufnaanta shucaaca anteenada. Sida ku cad Jaantuska 9, marka xagasha shucaaca anteenadu ay ka weyn tahay xagasha goynta, tamarteedu waxay ku kooban tahay substrate-ka dielectric-ka waxaana lala xiriiriyaa qaabka substrate-ka.
Jaantuska 9 Saamaynta hirarka dusha sare ee anteenada
Marka dhumucda substrate-ku korodho, tirada qaababka sare ayaa kordha, isku-xidhka u dhexeeya anteenada iyo substrate-kana wuu kordhaa, taasoo keenta luminta tamarta. Si loo wiiqo saameynta hirarka dusha sare, waxaa jira saddex qaab oo hagaajin ah:
1) Ku shub muraayad anteenada si aad u kordhiso faa'iidada adoo isticmaalaya astaamaha qaabaynta hirarka elektromagnetic-ka.
2) Yaree dhumucda substrate-ka si loo xakameeyo soo saarista qaababka sare ee hirarka elektromagnetic-ka.
3) Ku beddel walxaha dielectric-ka ee substrate-ka farqiga xargaha elektromagnetic-ka (EBG). Astaamaha shaandhaynta booska ee EBG waxay xakamayn karaan qaababka heerka sare ah.
3. Anteenooyin cusub oo agab ah
Marka laga soo tago labada anteeno ee kor ku xusan, waxaa sidoo kale jira anteeno terahertz ah oo laga sameeyay agabyo cusub. Tusaale ahaan, sannadkii 2006, Jin Hao et al. waxay soo jeediyeen anteeno nanotube ah oo kaarboon ah. Sida ku cad Jaantuska 10 (a), dipole-ka waxaa laga sameeyay nanotubes kaarboon ah halkii laga isticmaali lahaa agab bir ah. Wuxuu si taxaddar leh u bartay sifooyinka infrared-ka iyo indhaha ee anteenada nanotube-ka kaarboon ah wuxuuna ka hadlay astaamaha guud ee anteenada dipole-ka kaarboon-ka dhererka xaddidan, sida impedance-ka gelinta, qaybinta hadda, faa'iidada, hufnaanta iyo qaabka shucaaca. Jaantuska 10 (b) wuxuu muujinayaa xiriirka ka dhexeeya impedance-ka gelinta iyo soo noqnoqoshada anteenada dipole-ka kaarboon-ka. Sida lagu arki karo Jaantuska 10(b), qaybta male-awaalka ah ee impedance-ka gelinta waxay leedahay eber badan oo ku jira soo noqnoqoshada sare. Tani waxay muujinaysaa in anteenadu ay gaari karto resonances badan oo ku jira soo noqnoqoshada kala duwan. Sida iska cad, anteenada nanotube-ka kaarboon-ka waxay muujisaa resonance gudaha xadka soo noqnoqoshada qaarkood (soo noqnoqoshada THz ee hoose), laakiin gebi ahaanba ma awoodo inay resonance ka baxdo xadkan.
Jaantuska 10 (a) Anteenada dipole-ka kaarboon-nanotube. (b) Qalooca soo noqnoqda ee is-hortaagga gelinta
Sannadkii 2012, Samir F. Mahmoud iyo Ayed R. AlAjmi waxay soo jeediyeen qaab-dhismeed anteeno terahertz cusub oo ku salaysan nanotubes kaarboon, kaas oo ka kooban xidhmo nanotubes kaarboon ah oo lagu duubay laba lakab oo dielectric ah. Lakabka dielectric ee gudaha waa lakab xumbo dielectric ah, lakabka dielectric ee dibaddana waa lakab metamaterial ah. Qaab-dhismeedka gaarka ah waxaa lagu muujiyay Jaantuska 11. Iyada oo la adeegsanayo tijaabinta, waxqabadka shucaaca ee anteenada ayaa la hagaajiyay marka la barbar dhigo nanotubes kaarboon oo hal derbi leh.
Jaantuska 11 Anteenada terahertz cusub oo ku salaysan nanotubes kaarboon ah
Anteenooyinka cusub ee terahertz ee kor lagu soo jeediyay waxay inta badan yihiin saddex-geesood. Si loo hagaajiyo ballaca anteenada loona sameeyo anteenooyin qaabaysan, anteenooyinka graphene ee planar ayaa helay fiiro gaar ah. Graphene waxay leedahay astaamo xakameyn joogto ah oo firfircoon oo aad u fiican waxayna soo saari kartaa balaasmaha dusha sare iyadoo la hagaajinayo danabka eexda. Balaasmaha dusha sare wuxuu ku jiraa is-dhexgalka u dhexeeya substrate-yada joogtada ah ee dielectric ee togan (sida Si, SiO2, iwm.) iyo substrate-yada joogtada ah ee dielectric ee taban (sida biraha qaaliga ah, graphene, iwm.). Waxaa jira tiro badan oo "elektaroono bilaash ah" oo ku jira gudbiyeyaasha sida biraha qaaliga ah iyo graphene. Elektaroonadan bilaashka ah waxaa sidoo kale loo yaqaannaa balaasmooyin. Sababtoo ah goobta kartida leh ee ku jirta gudbiyaha, balaasmooyinkani waxay ku jiraan xaalad deggan mana dhibaan adduunka dibadda. Marka tamarta hirarka elektaroonigga ah ee dhacdada lagu xiro balaasmooyinkan, balaasmadu waxay ka leexan doontaa xaaladda deggan waxayna gariiri doontaa. Ka dib beddelka, qaabka elektaroonikku wuxuu sameeyaa hirar magnetic ah oo is-dhaafsan oo ku yaal is-dhexgalka. Sida laga soo xigtay sharraxaadda xiriirka kala firdhinta balaasmaha dusha sare ee birta ee qaabka Drude, biraha si dabiici ah uma lammaanayn karaan hirarka elektaroonigga ah ee booska xorta ah oo waxay beddeli karaan tamarta. Waxaa lagama maarmaan ah in la isticmaalo agabyo kale si loo kiciyo hirarka balaasmaha dusha sare. Hirarka balaasmaha dusha sare si degdeg ah ayay u burburaan jihada barbar socota ee isku xirka birta-substrate. Marka gudbiyaha biraha uu u socdo jihada toosan ee dusha sare, saameyn maqaar ayaa dhacda. Sida iska cad, sababtoo ah cabbirka yar ee anteenada, waxaa jira saameyn maqaar oo ku jirta xarigga soo noqnoqda sare, taasoo keenta in waxqabadka anteenada uu si xoog leh hoos ugu dhaco oo uusan buuxin karin shuruudaha anteenooyinka terahertz. Balaasmaha dusha sare ee graphene ma aha oo kaliya inuu leeyahay awood isku xidh oo sare iyo khasaaro hoose, laakiin sidoo kale wuxuu taageeraa hagaajinta korontada oo joogto ah. Intaa waxaa dheer, graphene wuxuu leeyahay gudbin adag oo ku jirta xarigga terahertz. Sidaa darteed, faafinta hirarka gaabiska ah waxay la xiriirtaa qaabka balaasmaha ee mawjadaha terahertz. Astaamahani waxay si buuxda u muujinayaan suurtagalnimada graphene si loogu beddelo agabka birta ee xarigga terahertz.
Iyada oo ku saleysan dhaqanka kala-goynta ee plasmons-ka dusha sare ee graphene, Jaantuska 12 wuxuu muujinayaa nooc cusub oo anteeno xariijin ah, wuxuuna soo jeedinayaa qaabka xariijinta ee astaamaha faafinta ee hirarka balaasmaha ee graphene. Naqshadeynta xariijinta anteenada la hagaajin karo waxay bixisaa hab cusub oo lagu barto astaamaha faafinta ee anteenooyinka terahertz ee cusub.
Jaantuska 12 Anteenada xariijinta cusub
Marka laga soo tago sahaminta cutubka cusub ee walxaha anteenada terahertz, anteenooyinka terahertz ee graphene nanopatch ayaa sidoo kale loo qaabeyn karaa sidii taxane si loo dhiso nidaamyada isgaarsiinta anteenada terahertz ee wax soo saarka badan leh. Qaab-dhismeedka anteenada waxaa lagu muujiyay Jaantuska 13. Iyada oo ku saleysan sifooyinka gaarka ah ee anteenooyinka nanopatch ee graphene, walxaha anteenadu waxay leeyihiin cabbirro micron-scale ah. Kaydinta uumiga kiimikada ayaa si toos ah u sameysa sawirro graphene kala duwan oo ku yaal lakab nikkel khafiif ah waxayna u wareejisaa substrate kasta. Iyadoo la dooranayo tiro ku habboon oo qaybo ah iyo beddelka danabka eexda elektaroonigga ah, jihada shucaaca si wax ku ool ah ayaa loo beddeli karaa, taasoo ka dhigaysa nidaamka dib loo habeyn karo.
Jaantuska 13 Graphene nanopatch terahertz anteenada antenna
Cilmi-baarista agabka cusub waa jiho cusub. Hal-abuurka agabka waxaa la filayaa inuu jebiyo xaddidaadaha anteenooyinka dhaqameed oo uu horumariyo noocyo kala duwan oo anteenooyin cusub ah, sida walxaha metamaterial-ka ee dib loo habeyn karo, walxaha laba-geesoodka ah (2D), iwm. Si kastaba ha ahaatee, noocan anteenada ah waxay inta badan ku xiran tahay hal-abuurka agabka cusub iyo horumarinta tignoolajiyada habka. Si kastaba ha ahaatee, horumarinta anteenooyinka terahertz waxay u baahan tahay agab cusub, tignoolajiyada farsamaynta saxda ah iyo qaab-dhismeedyo naqshadeed oo cusub si loo daboolo baahiyaha faa'iidada sare, qiimaha jaban iyo baaxadda ballaaran ee anteenooyinka terahertz.
Kuwa soo socdaa waxay soo bandhigayaan mabaadi'da aasaasiga ah ee saddex nooc oo anteenooyinka terahertz ah: anteenooyinka birta ah, anteenooyinka dielectric iyo anteenooyinka cusub ee walxaha leh, waxayna falanqeynayaan kala duwanaanshohooda iyo faa'iidooyinkooda iyo khasaarooyinkooda.
1. Anteenada birta ah: Joomatarigu waa mid fudud, si fudud loo farsamayn karo, kharash yar, iyo shuruudaha hooseeya ee walxaha substrate-ka ah. Si kastaba ha ahaatee, anteenooyinka birta ah waxay isticmaalaan hab farsamo si ay u hagaajiyaan booska anteenada, taas oo u nugul khaladaadka. Haddii hagaajintu aanay sax ahayn, waxqabadka anteenada ayaa si weyn hoos ugu dhici doona. Inkasta oo anteenada birta ahi ay yar tahay, way adag tahay in lagu xidho wareeg toosan.
2. Anteenada Dielectric: Anteenada dielectric waxay leedahay iska caabin hoose oo gelinta ah, way fududahay in la waafajiyo qalabka ogaanshaha is-hortaaga hooseeya, waana mid fudud in lagu xidho wareegga toosan. Qaababka joomatari ee anteenooyinka dielectric waxaa ka mid ah qaabka balanbaalis, qaabka U ee labanlaab ah, qaabka logarithmic ee caadiga ah iyo qaabka logarithmic periodic sine. Si kastaba ha ahaatee, anteenooyinka dielectric sidoo kale waxay leeyihiin cillad dilaa ah, taas oo ah saameynta mowjadda dusha sare ee ay keento substrate-ka qaro weyn. Xalku waa in la raro muraayad oo lagu beddelo substrate-ka dielectric qaab-dhismeedka EBG. Labada xalba waxay u baahan yihiin hal-abuur iyo horumarin joogto ah oo tiknoolajiyada habka iyo agabka, laakiin waxqabadkooda aadka u wanaagsan (sida jihada oo dhan iyo xakamaynta hirarka dusha sare) waxay bixin karaan fikrado cusub oo loogu talagalay cilmi-baarista anteenooyinka terahertz.
3. Anteenooyin cusub oo walxo ah: Waqtigan xaadirka ah, anteenooyin cusub oo dipole ah oo laga sameeyay nanotubes kaarboon iyo qaab-dhismeed anteeno cusub oo laga sameeyay walxaha metamaterials ayaa soo muuqday. Agab cusub ayaa keeni kara horumaro waxqabad cusub, laakiin ujeedadu waa hal-abuurka sayniska agabka. Waqtigan xaadirka ah, cilmi-baarista ku saabsan anteenooyinka cusub ee walxaha ayaa wali ku jirta marxaladda sahaminta, teknoolojiyada muhiimka ahna badankoodu kuma filna inay bislaadaan.
Marka la soo koobo, noocyada kala duwan ee anteenooyinka terahertz waxaa loo dooran karaa iyadoo loo eegayo shuruudaha naqshadeynta:
1) Haddii loo baahdo naqshad fudud iyo kharash yar oo wax soo saar ah, anteenooyinka birta ah ayaa la dooran karaa.
2) Haddii loo baahdo isku-dhafan sare iyo iska-caabbinta gelitaanka oo hooseeya, anteenooyinka dielectric-ka ayaa la dooran karaa.
3) Haddii loo baahdo horumar ku yimaada waxqabadka, anteenooyinka cusub ee agabka ah ayaa la dooran karaa.
Naqshadaha kor ku xusan waxaa sidoo kale lagu hagaajin karaa iyadoo loo eegayo shuruudaha gaarka ah. Tusaale ahaan, laba nooc oo anteenooyin ah ayaa la isku dari karaa si loo helo faa'iidooyin badan, laakiin habka isu-imaatinka iyo tiknoolajiyada naqshadeynta waa inay buuxiyaan shuruudo aad u adag.
Si aad wax badan uga barato anteenooyinka, fadlan booqo:
Waqtiga boostada: Agoosto-02-2024
