خبرون - ٽرانسميشن لائن اينٽينن جو جائزو ميٽميٽريز جي بنياد تي (حصو 2)

2. اينٽينا سسٽم ۾ MTM-TL جي درخواست
هي سيڪشن مصنوعي ميٽميٽيريل TLs ۽ انهن جي ڪجهه عام ۽ لاڳاپيل ايپليڪيشنن تي ڌيان ڏيندو جيڪي مختلف اينٽينا ساختن کي گھٽ قيمت، آسان پيداوار، ننڍي ڪرڻ، وسيع بينڊوڊٿ، اعلي حاصلات ۽ ڪارڪردگي، وسيع رينج اسڪيننگ جي صلاحيت ۽ گهٽ پروفائل سان گڏ ڪرڻ لاءِ. اهي هيٺ بحث ڪيو ويندو.

1. براڊ بينڊ ۽ ملٽي فريڪوئنسي اينٽينا
هڪ عام TL ۾ l جي ڊگھائي سان، جڏهن ڪوئلي فریکوئنسي ω0 ڏني وئي آهي، ٽرانسميشن لائن جي برقي لمبائي (يا مرحلو) کي هن ريت شمار ڪري سگهجي ٿو:

جتي وي پي ٽرانسميشن لائن جي مرحلي جي رفتار جي نمائندگي ڪري ٿو. جيئن مٿي مان ڏسي سگھجي ٿو، بينڊوڊٿ گروپ جي دير سان ويجهي سان ملندڙ جلندڙ آهي، جيڪا تعدد جي حوالي سان φ جو نڪتل آهي. تنهن ڪري، جيئن ٽرانسميشن لائين جي ڊيگهه ننڍو ٿئي ٿي، بينڊوڊٿ پڻ وسيع ٿي وڃي ٿي. ٻين لفظن ۾، بينڊوڊٿ ۽ ٽرانسميشن لائن جي بنيادي مرحلي جي وچ ۾ هڪ معکوس تعلق آهي، جيڪو ڊزائن مخصوص آهي. اهو ڏيکاري ٿو ته روايتي ورهايل سرڪٽ ۾، آپريٽنگ بينڊوڊٿ کي ڪنٽرول ڪرڻ آسان ناهي. اهو آزاديء جي درجي جي لحاظ کان روايتي ٽرانسميشن لائينن جي حدن کي منسوب ڪري سگهجي ٿو. جڏهن ته، لوڊشيڊنگ عناصر کي اجازت ڏين ٿا اضافي پيٽرولن کي استعمال ڪرڻ جي ميٽميٽري TLs ۾، ۽ مرحلي جي جواب کي ڪجهه حد تائين ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو. بئنڊوڊٿ کي وڌائڻ لاءِ، ضروري آھي ته منتشر خاصيتن جي آپريٽنگ فریکوئنسي جي ويجھو ھڪڙو جھڙو سلوپ ھجي. مصنوعي ميٽميٽيريل TL هن مقصد کي حاصل ڪري سگهي ٿو. هن طريقي جي بنياد تي، ڪاغذ ۾ اينٽينن جي بينڊوڊٿ کي وڌائڻ لاء ڪيترائي طريقا پيش ڪيا ويا آهن. عالمن ٻه براڊ بينڊ اينٽينا ٺاهيا ۽ ٺاهيا آهن جيڪي اسپلٽ رنگ ريسونيٽر سان ڀريل آهن (ڏسو شڪل 7). شڪل 7 ۾ ڏيکاريل نتيجا ڏيکاريا وڃن ٿا ته ورهائڻ واري انگوزي گونج ڪندڙ کي روايتي مونوپول اينٽينا سان لوڊ ڪرڻ کان پوء، هڪ گهٽ گونج فريڪوئنسي موڊ جوش آهي. ورهايل انگوزي گونج ڪندڙ جي ماپ کي بهتر ڪيو ويو آهي ته مونوپول اينٽينا جي ويجهو گونج حاصل ڪرڻ لاء. نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته جڏهن ٻه گونج گڏ ٿين ٿا، اينٽينا جي بينڊوڊٿ ۽ تابڪاري خاصيتون وڌي وينديون آهن. مونوپول اينٽينا جي ڊگھائي ۽ ويڪر 0.25λ0×0.11λ0 ۽ 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz) آهن، ۽ مونوپول اينٽينا جي ڊيگهه ۽ ويڪر هڪ ورهايل انگوزي جي گونج ڪندڙ سان ڀريل آهي 0.29λ0×0.29GHz (0.29λ0×0.21λ0) )، ترتيب سان. روايتي F-shaped اينٽينا ۽ T-shaped اينٽينا لاءِ بغير ورهائڻ واري انگوزي جي ريزونٽر، 5GHz بينڊ ۾ ماپيل سڀ کان وڌيڪ حاصل ۽ تابڪاري ڪارڪردگي 3.6dBi - 78.5٪ ۽ 3.9dBi - 80.2٪، ترتيب سان. هڪ ورهايل انگوزي گونج ڪندڙ اينٽينا لاء، اهي پيرا ميٽرز 4dBi - 81.2٪ ۽ 4.4dBi - 83٪ آهن، ترتيب سان، 6GHz بينڊ ۾. مونوپول اينٽينا تي ملندڙ لوڊ جي طور تي اسپلٽ رِنگ ريزونيٽر کي لاڳو ڪرڻ سان، 2.9GHz ~ 6.41GHz ۽ 2.6GHz ~ 6.6GHz بينڊ سپورٽ ڪري سگھجن ٿا، 75.4% ۽ ~87% جي فرقي واري بينڊوڊٿ جي مطابق. انهن نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته ماپ بينڊوڊٿ تقريبن 2.4 ڀيرا ۽ 2.11 ڀيرا بهتر ڪئي وئي آهي تقريبن مقرر ٿيل سائيز جي روايتي مونوپول اينٽينن جي مقابلي ۾.

شڪل 7. ٻه براڊ بينڊ اينٽينا جيڪي اسپلٽ-رنگ ريزونيٽرن سان ڀريل آهن.

جيئن ته شڪل 8 ۾ ڏيکاريل آهي، تجرباتي نتيجا ڏيکاريا ويا آهن ڪمپيڪٽ پرنٽ ٿيل مونوپول اينٽيننا. جڏهن S11≤- 10 dB، آپريٽنگ بينڊوڊٿ آهي 185٪ (0.115-2.90 GHz)، ۽ 1.45 GHz تي، چوٽي حاصل ڪرڻ ۽ تابڪاري جي ڪارڪردگي 2.35 dBi ۽ 78.8٪، ترتيب سان. اينٽينا جي ترتيب هڪ پوئتي کان پوئتي ٽڪنڊي واري شيٽ جي جوڙجڪ وانگر آهي، جنهن کي هڪ وکر واري طاقت ورهائيندڙ طرفان کارايو ويندو آهي. ڪٽيل GND فيڊر جي هيٺان رکيل هڪ مرڪزي اسٽب تي مشتمل آهي، ۽ ان جي چوڌاري چار کليل گونج واري رِنگ ورهايل آهن، جيڪي اينٽينا جي بينڊوڊٿ کي وسيع ڪن ٿيون. اينٽينا تقريبن هر طرفي طور تي شعاع ڪري ٿو، اڪثر VHF ۽ S بينڊن کي ڍڪي ٿو، ۽ سڀني UHF ۽ L بينڊن کي. اينٽينا جي جسماني ماپ 48.32 × 43.72 × 0.8 mm3 آهي، ۽ برقي سائيز 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0 آهي. ان ۾ ننڍي سائيز ۽ گھٽ قيمت جا فائدا آھن، ۽ براڊ بينڊ وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم ۾ امڪاني ايپليڪيشن جا امڪان آھن.

شڪل 8: مونوپول اينٽيننا ورهايل انگوزي گونج ڪندڙ سان ڀريل.

شڪل 9 هڪ پلانر اينٽينا ڍانچي کي ڏيکاري ٿو جنهن ۾ ٻه جوڙا هڪ ٻئي سان ڳنڍيل مينڊر وائر لوپس تي مشتمل هوندا آهن جن کي ٻن ويز ذريعي ٽرنڪٽ ٿيل T-شڪل زميني جهاز ڏانهن گرائونڊ ڪيو ويندو آهي. اينٽينا جي ماپ 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0) آهي، جتي λ0 0.55 GHz جي خالي اسپيس جي موج آهي. اينٽينا 0.55 ~ 3.85 GHz جي آپريٽنگ فريڪوئنسي بينڊ ۾ اي-جهاز ۾ هر طرفي طور تي شعاع ڪري ٿو، 2.35GHz تي 5.5dBi جي وڌ ۾ وڌ حاصل ڪرڻ ۽ 90.1٪ جي ڪارڪردگي سان. اهي خاصيتون تجويز ڪيل اينٽينا کي مختلف ايپليڪيشنن لاءِ موزون بڻائين ٿيون، جن ۾ UHF RFID، GSM 900، GPS، KPCS، DCS، IMT-2000، WiMAX، وائي فائي ۽ بلوٽوٿ شامل آهن.

تصوير 9 تجويز ڪيل پلانر اينٽينا جي جوڙجڪ.

2. Leaky Wave Antenna (LWA)
نئين لڪي موج اينٽينا مصنوعي ميٽاميٽري TL کي محسوس ڪرڻ لاءِ مکيه ايپليڪيشنن مان هڪ آهي. لڪي موج اينٽينن لاءِ، تابڪاري زاويه (θm) ۽ وڌ ۾ وڌ شعاع جي چوٽي (Δθ) تي اسٽيج مستقل β جو اثر هن ريت آهي:

L آهي اينٽيننا جي ڊيگهه، k0 آهي موج جو تعداد خالي جاءِ ۾، ۽ λ0 آهي موج جي ڊيگهه خالي جاءِ ۾. ياد رهي ته تابڪاري تڏهن ٿيندي آهي جڏهن |β|

3. زيرو آرڊر گونج ڪندڙ اينٽينا
CRLH ميٽاميٽري جي هڪ منفرد ملڪيت اها آهي ته β ٿي سگهي ٿو 0 جڏهن تعدد صفر جي برابر نه هجي. ھن ملڪيت جي بنياد تي، ھڪڙو نئون صفر آرڊر گونج ڪندڙ (ZOR) ٺاھي سگھجي ٿو. جڏهن β صفر آهي، پوري گونج ڪندڙ ۾ ڪوبه مرحلو شفٽ نه ٿيندو آهي. اهو ئي سبب آهي جو مرحلو شفٽ مسلسل φ = - βd = 0. ان کان علاوه، گونج صرف رد عمل واري لوڊ تي منحصر آهي ۽ ساخت جي ڊيگهه کان آزاد آهي. شڪل 10 ڏيکاري ٿو ته تجويز ڪيل اينٽينا اي-شڪل سان ٻه ۽ ٽي يونٽ لاڳو ڪندي ٺاهي وئي آهي، ۽ ڪل سائيز آهي 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 ۽ 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0، ترتيبوار λng، λths جي نمائندگي ڪن ٿا. ڪم ڪرڻ تي خالي جاءِ 500 MHz ۽ 650 MHz جي تعدد، ترتيب سان. اينٽينا 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) ۽ 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) جي تعدد تي هلندي آهي، 91.9٪ ۽ 96.0٪ جي لاڳاپا بينڊوڊٿ سان. ننڍي سائيز ۽ وسيع بينڊوڊٿ جي خاصيتن کان علاوه، پهرين ۽ سيڪنڊ اينٽينن جي حاصلات ۽ ڪارڪردگي 5.3dBi ۽ 85٪ (1GHz) ۽ 5.7dBi ۽ 90٪ (1.4GHz) آهن.

تصوير 10 تجويز ڪيل ڊبل-اي ۽ ٽرپل-اي اينٽينا ساخت.

4. سلاٽ اينٽيننا
CRLH-MTM اينٽينا جي ايپرچر کي وڌائڻ لاءِ ھڪڙو سادو طريقو تجويز ڪيو ويو آھي، پر ان جي اينٽينا جي سائيز لڳ ڀڳ تبديل ٿيل آھي. جيئن تصوير 11 ۾ ڏيکاريل آهي، انٽينا ۾ CRLH يونٽ شامل آهن جيڪي عمودي طور تي هڪ ٻئي تي اسٽيڪ ٿيل آهن، جن ۾ پيچ ۽ مينڊر لائينون شامل آهن، ۽ پيچ تي هڪ S-شڪل سلاٽ آهي. اينٽينا کي CPW ملندڙ اسٽب ذريعي کارايو ويندو آهي، ۽ ان جي ماپ 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm آهي، جيڪا 0.204λ0×0.375λ0 × 0.018λ0 جي برابر آهي، جتي λ0 (3.5GHz) خالي جاءِ جي موج جي طول و عرض جي نمائندگي ڪري ٿو. نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته اينٽينا 0.85-7.90GHz جي فريڪوئنسي بينڊ ۾ هلندي آهي، ۽ ان جي آپريٽنگ بينڊوڊٿ 161.14٪ آهي. سڀ کان وڌيڪ تابڪاري حاصل ڪرڻ ۽ اينٽينا جي ڪارڪردگي 3.5GHz تي ظاهر ٿئي ٿي، جيڪي ترتيب سان 5.12dBi ۽ ~ 80٪ آهن.