وائرليس ڊوائيسز جي وڌندڙ مقبوليت سان، ڊيٽا سروسز تيز رفتار ترقي جي هڪ نئين دور ۾ داخل ٿي چڪي آهي، جيڪا ڊيٽا سروسز جي ڌماڪي واري ترقي جي نالي سان پڻ مشهور آهي. هن وقت، ايپليڪيشنن جو هڪ وڏو انگ آهستي آهستي ڪمپيوٽرن کان وائرليس ڊوائيسز ڏانهن منتقل ٿي رهيو آهي جهڙوڪ موبائل فون جيڪي حقيقي وقت ۾ کڻڻ ۽ هلائڻ ۾ آسان آهن، پر اها صورتحال پڻ ڊيٽا جي ٽرئفڪ ۾ تيزيء سان اضافو ۽ بينڊوڊٿ وسيلن جي گهٽتائي جو سبب بڻيل آهي. . انگن اکرن موجب، مارڪيٽ تي ڊيٽا جي شرح ايندڙ 10 کان 15 سالن ۾ Gbps يا ان کان به Tbps تائين پهچي سگهي ٿي. في الحال، THz ڪميونيڪيشن هڪ Gbps ڊيٽا جي شرح تي پهچي چڪو آهي، جڏهن ته Tbps ڊيٽا جي شرح اڃا ترقي جي شروعاتي مرحلن ۾ آهي. هڪ لاڳاپيل پيپر THz بينڊ جي بنياد تي Gbps ڊيٽا جي شرحن ۾ تازي پيش رفت جي فهرست ڪري ٿو ۽ پيش گوئي ڪري ٿو ته Tbps پولرائيزيشن ملٽي پلڪسنگ ذريعي حاصل ڪري سگهجي ٿو. تنهن ڪري، ڊيٽا جي منتقلي جي شرح کي وڌائڻ لاء، هڪ ممڪن حل هڪ نئين فريکوئنسي بينڊ کي ترقي ڪرڻ آهي، جيڪو terahertz بينڊ آهي، جيڪو مائڪرو ويڪرو ۽ انفراريڊ روشني جي وچ ۾ "خالي علائقي" ۾ آهي. 2019 ۾ ITU ورلڊ ريڊيو ڪميونيڪيشن ڪانفرنس (WRC-19) ۾، 275-450GHz جي فريڪوئنسي رينج فڪسڊ ۽ لينڊ موبائل سروسز لاءِ استعمال ڪئي وئي آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته terahertz وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم ڪيترن ئي محققن جو ڌيان ڇڪايو آهي.
Terahertz برقياتي مقناطيسي لهرن کي عام طور تي 0.1-10THz (1THz=1012Hz) جي فريڪوئنسي بينڊ جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي جنهن جي موج جي ڊيگهه 0.03-3 ملي ميٽر آهي. IEEE معيار جي مطابق، terahertz موج جي وضاحت ڪئي وئي آهي 0.3-10THz. شڪل 1 ڏيکاري ٿو ته terahertz فريڪوئنسي بينڊ مائڪرو ويڪرو ۽ انفراريڊ روشني جي وچ ۾ آهي.
تصوير 1 THz فريڪوئنسي بينڊ جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام.
Terahertz Antennas جي ترقي
جيتوڻيڪ terahertz تحقيق 19 صدي عيسويء ۾ شروع ٿي، ان وقت ان کي هڪ آزاد فيلڊ جي طور تي اڀياس نه ڪيو ويو. terahertz تابڪاري تي تحقيق گهڻو ڪري پري-انفرارڊ بينڊ تي مرکوز هئي. اهو 20 صدي جي وچ کان آخر تائين نه هو ته محقق terahertz بينڊ تي ملي ميٽر لہر جي تحقيق کي اڳتي وڌائڻ شروع ڪيو ۽ خاص terahertz ٽيڪنالاجي تحقيق کي منظم ڪيو.
1980 جي ڏهاڪي ۾، terahertz تابڪاري ذريعن جي ظاهر ٿيڻ عملي سسٽم ۾ terahertz لهرن جي استعمال کي ممڪن بڻايو. 21 هين صدي کان وٺي، وائرليس ڪميونيڪيشن ٽيڪنالاجي تيزي سان ترقي ڪئي آهي، ۽ ماڻهن جي معلومات جي طلب ۽ مواصلاتي سامان ۾ اضافو ڪميونيڪيشن ڊيٽا جي ٽرانسميشن جي شرح تي وڌيڪ سخت ضرورتن کي اڳتي وڌايو آهي. تنهن ڪري، مستقبل جي ڪميونيڪيشن ٽيڪنالاجي جي چيلنجز مان هڪ هڪ هنڌ تي گيگا بائيٽ في سيڪنڊ جي اعليٰ ڊيٽا جي شرح تي هلائڻ آهي. موجوده معاشي ترقيءَ تحت، اسپيڪٽرم وسيلا تيزيءَ سان گهٽجي ويا آهن. بهرحال، انساني ضرورتن لاء مواصلاتي صلاحيت ۽ رفتار لامحدود آهن. اسپيڪٽرم ڪنجيشن جي مسئلي لاءِ، ڪيتريون ئي ڪمپنيون استعمال ڪن ٿيون ملٽي ان پُٽ ملٽي آئوٽ پُٽ (MIMO) ٽيڪنالاجي کي بهتر ڪرڻ لاءِ اسپيڪٽرم جي ڪارڪردگيءَ ۽ نظام جي صلاحيت کي بهتر ڪرڻ لاءِ فضائي ملٽي پلڪسنگ ذريعي. 5G نيٽ ورڪ جي ترقي سان، هر صارف جي ڊيٽا ڪنيڪشن جي رفتار Gbps کان وڌي ويندي، ۽ بيس اسٽيشنن جي ڊيٽا ٽرئفڪ پڻ خاص طور تي وڌي ويندي. روايتي مليميٽر موج ڪميونيڪيشن سسٽم لاءِ، مائيڪرو ويو لنڪس انهن وڏي ڊيٽا اسٽريمز کي سنڀالڻ جي قابل نه هوندا. ان کان علاوه، نظر جي لڪير جي اثر جي ڪري، انفراريڊ ڪميونيڪيشن جي ٽرانسميشن جو فاصلو ننڍو آهي ۽ ان جي مواصلاتي سامان جو مقام مقرر ٿيل آهي. تنهن ڪري، THz لهرون، جيڪي مائڪرو ويز ۽ انفراريڊ جي وچ ۾ آهن، تيز رفتار ڪميونيڪيشن سسٽم ٺاهڻ ۽ THz لنڪس استعمال ڪندي ڊيٽا جي منتقلي جي شرح کي وڌائڻ لاء استعمال ڪري سگھجن ٿيون.
Terahertz موج هڪ وسيع ڪميونيڪيشن بينڊوڊٿ مهيا ڪري سگهي ٿي، ۽ ان جي فريڪوئنسي رينج موبائل ڪميونيڪيشن کان 1000 ڀيرا وڌيڪ آهي. تنهن ڪري، الٽرا تيز رفتار وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم ٺاهڻ لاءِ THz استعمال ڪرڻ اعليٰ ڊيٽا جي شرحن جي چئلينج لاءِ هڪ پرجوش حل آهي، جنهن ڪيترن ئي تحقيقاتي ٽيمن ۽ صنعتن جي دلچسپي کي راغب ڪيو آهي. سيپٽمبر 2017 ۾، پهريون THz وائرليس ڪميونيڪيشن معيار IEEE 802.15.3d-2017 جاري ڪيو ويو، جيڪو 252-325 GHz جي هيٺين THz فريڪوئنسي رينج ۾ پوائنٽ-ٽو-پوائنٽ ڊيٽا مٽائڻ جي وضاحت ڪري ٿو. لنڪ جي متبادل جسماني پرت (PHY) مختلف بينڊوڊٿس تي 100 Gbps تائين ڊيٽا جي شرح حاصل ڪري سگھي ٿي.
0.12 THz جو پهريون ڪامياب THz ڪميونيڪيشن سسٽم 2004 ۾ قائم ٿيو، ۽ 0.3 THz جو THz ڪميونيڪيشن سسٽم 2013 ۾ وجود ۾ آيو. جدول 1 ۾ 2004 کان 2013 تائين جاپان ۾ terahertz ڪميونيڪيشن سسٽم جي تحقيقي پيش رفت جي فهرست ڏنل آهي.
جدول 1 2004 کان 2013 تائين جاپان ۾ terahertz ڪميونيڪيشن سسٽم جي تحقيقي ترقي
2004 ۾ ٺاهيل هڪ ڪميونيڪيشن سسٽم جي اينٽينا جي جوڙجڪ کي تفصيل سان بيان ڪيو ويو Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) 2005 ۾. اينٽينا جي جوڙجڪ ٻن صورتن ۾ متعارف ڪرايو ويو، جيئن تصوير 2 ۾ ڏيکاريل آهي.
تصوير 2 جاپان جي NTT 120 GHz وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام
سسٽم فوٽو اليڪٽرڪ تبادلي ۽ اينٽينا کي ضم ڪري ٿو ۽ ٻه ڪم ڪندڙ طريقن کي اپنائڻ ڪري ٿو:
1. هڪ ويجهي رينج اندر واري ماحول ۾، گھر جي اندر استعمال ٿيندڙ پلانر اينٽينا ٽرانسميٽر هڪ سنگل لائن ڪيريئر فوٽوڊيوڊ (UTC-PD) چپ، هڪ پلانر سلاٽ اينٽينا ۽ هڪ سلڪون لينس تي مشتمل آهي، جيئن تصوير 2(a) ۾ ڏيکاريل آهي.
2. هڪ ڊگھي رينج جي ٻاهرين ماحول ۾، وڏي ٽرانسميشن نقصان جي اثر کي بهتر ڪرڻ ۽ ڊيڪٽر جي گهٽ حساسيت کي بهتر ڪرڻ لاء، ٽرانسميٽر اينٽينا کي اعلي فائدو حاصل ڪرڻ گهرجي. موجوده terahertz اينٽينا 50 dBi کان وڌيڪ حاصل ڪرڻ سان گڏ گاسي آپٽيڪل لينس استعمال ڪري ٿو. فيڊ هارن ۽ ڊائلٽرڪ لينس جو ميلاپ تصوير 2 (b) ۾ ڏيکاريل آهي.
0.12 THz ڪميونيڪيشن سسٽم تيار ڪرڻ کان علاوه، NTT 2012 ۾ 0.3 THz ڪميونيڪيشن سسٽم پڻ تيار ڪيو. مسلسل اصلاح جي ذريعي، ٽرانسميشن جي شرح 100Gbps جيتري ٿي سگھي ٿي. جيئن ته جدول 1 مان ڏسي سگھجي ٿو، ان terahertz ڪميونيڪيشن جي ترقيءَ ۾ وڏو ڪردار ادا ڪيو آھي. بهرحال، موجوده تحقيقي ڪم ۾ گھٽ آپريٽنگ فریکوئنسي، وڏي سائيز ۽ اعلي قيمت جا نقصان آهن.
في الحال استعمال ٿيل اڪثر terahertz antennas millimeter wave antennas مان تبديل ٿيل آهن، ۽ terahertz اينٽينن ۾ ٿوري جدت آهي. تنهن ڪري، terahertz ڪميونيڪيشن سسٽم جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء، هڪ اهم ڪم terahertz اينٽينن کي بهتر ڪرڻ آهي. جدول 2 جرمن THz ڪميونيڪيشن جي تحقيقي پيش رفت کي لسٽ ڪري ٿو. شڪل 3 (a) ڏيکاري ٿو نمائندو THz وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم جيڪو فوٽوونڪس ۽ اليڪٽرانڪس کي گڏ ڪري ٿو. شڪل 3 (b) ڏيکاري ٿو ونڊ سرنگ ٽيسٽ منظر. جرمني ۾ موجوده تحقيق جي صورتحال مان فيصلو ڪندي، ان جي تحقيق ۽ ترقي ۾ پڻ نقصانات آهن جهڙوڪ گهٽ آپريٽنگ فریکوئنسي، اعلي قيمت ۽ گهٽ ڪارڪردگي.
جدول 2 جرمني ۾ THz ڪميونيڪيشن جي تحقيقي ترقي
شڪل 3 ونڊ سرنگ ٽيسٽ منظر
CSIRO ICT سينٽر پڻ THz انڊور وائرليس ڪميونيڪيشن سسٽم تي تحقيق شروع ڪئي آهي. سينٽر سال ۽ ڪميونيڪيشن فریکوئنسي جي وچ ۾ تعلق جو اڀياس ڪيو، جيئن تصوير 4 ۾ ڏيکاريل آهي. جيئن تصوير 4 مان ڏسي سگهجي ٿو، 2020 تائين، وائرليس ڪميونيڪيشن تي تحقيق THz بينڊ ڏانهن وڌي ٿي. ريڊيو اسپيڪٽرم استعمال ڪندي وڌ ۾ وڌ ڪميونيڪيشن فريڪوئنسي هر ويهن سالن ۾ ڏهه ڀيرا وڌي ٿي. مرڪز THz اينٽينن جي ضرورتن تي سفارشون ڪيون آهن ۽ تجويز ڪيل روايتي اينٽينن جهڙوڪ هارن ۽ لينس THz ڪميونيڪيشن سسٽم لاءِ. جيئن تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آهي، ٻه هارن اينٽيننا ڪم ڪن ٿا 0.84THz ۽ 1.7THz تي، هڪ سادي ساخت ۽ سٺي گاسي بيم ڪارڪردگي سان.
شڪل 4 سال ۽ تعدد جي وچ ۾ تعلق
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
شڪل 5 هارن اينٽينن جا ٻه قسم
آمريڪا terahertz موجن جي اخراج ۽ ان جي نشاندهي تي وسيع تحقيق ڪئي آهي. مشهور terahertz ريسرچ ليبارٽريز ۾ جيٽ پروپلشن ليبارٽري (JPL)، اسٽينفورڊ لائينئر ايڪسيليٽر سينٽر (SLAC)، يو ايس نيشنل ليبارٽري (LLNL)، نيشنل ايرووناٽڪس اينڊ اسپيس ايڊمنسٽريشن (NASA)، نيشنل سائنس فائونڊيشن (NSF) وغيره شامل آهن. terahertz ايپليڪيشنن لاءِ نوان terahertz antennas ڊزائين ڪيا ويا آھن، جھڙوڪ bowtie antennas ۽ Frequency beam steering antennas. terahertz antennas جي ترقيءَ جي مطابق، اسان في الحال terahertz antennas لاءِ ٽي بنيادي ڊيزائن خيال حاصل ڪري سگھون ٿا، جيئن تصوير 6 ۾ ڏيکاريل آھي.
شڪل 6 terahertz antennas لاءِ ٽي بنيادي ڊيزائن خيالات
مٿين تجزيي مان ظاهر ٿئي ٿو ته جيتوڻيڪ ڪيترن ئي ملڪن terahertz اينٽينن تي تمام گهڻو ڌيان ڏنو آهي، پر اهو اڃا تائين ابتدائي ڳولا ۽ ترقي واري مرحلي ۾ آهي. اعلي پروپيگيشن نقصان ۽ سالم جذب جي ڪري، THz اينٽينا عام طور تي ٽرانسميشن جي فاصلي ۽ ڪوريج طرفان محدود آهن. ڪجهه اڀياس THz بينڊ ۾ هيٺين آپريٽنگ تعدد تي ڌيان ڏين ٿا. موجوده terahertz اينٽينا ريسرچ خاص طور تي ڊيليڪٽرڪ لينس اينٽينن وغيره استعمال ڪندي حاصلات کي بهتر ڪرڻ تي ڌيان ڏئي ٿو، ۽ مناسب الگورتھم استعمال ڪندي مواصلاتي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو. ان کان علاوه، terahertz اينٽيننا پيڪنگنگ جي ڪارڪردگي کي ڪيئن بهتر بڻائڻ پڻ هڪ تمام ضروري مسئلو آهي.
جنرل THz antennas
THz اينٽينن جا ڪيترائي قسم موجود آهن: ڊپول اينٽيننا جن ۾ مخروطي گفا، ڪنڊ ريفلڪٽر ايري، بائوٽي ڊيپولس، ڊايلڪٽرڪ لينس پلانر اينٽينا، THz ماخذ تابڪاري ذريعن کي پيدا ڪرڻ لاءِ فوٽوڪنڊڪٽو اينٽينا، هارن اينٽينا، THz اينٽينا، گرافيني جي بنياد تي مواد وغيره. THz اينٽيننا ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد، انهن کي تقريبن ڌاتو اينٽينن ۾ ورهائي سگهجي ٿو (بنيادي طور تي هارن اينٽينا)، ڊائلڪٽرڪ اينٽينا (لينز اينٽينا)، ۽ نئين مادي اينٽينا. هي سيڪشن پهريان انهن اينٽينن جو هڪ ابتدائي تجزيو ڏئي ٿو، ۽ پوءِ ايندڙ حصي ۾، پنج عام THz اينٽيننا تفصيل سان متعارف ڪرايا ويا آهن ۽ گہرائي ۾ تجزيو ڪيو ويو آهي.
1. ڌاتو antennas
هارن اينٽينا هڪ عام ڌاتو اينٽينا آهي جيڪو THz بينڊ ۾ ڪم ڪرڻ لاءِ ٺهيل آهي. هڪ کلاسک مليميٽر موج وصول ڪندڙ جي اينٽينا هڪ مخروطي سينگ آهي. ڪوريگيٽڊ ۽ ڊول موڊ اينٽينن جا ڪيترائي فائدا آھن، جن ۾ گھمڻ واري سميٽري تابڪاري جا نمونا، 20 کان 30 ڊي بي آءِ جي اعليٰ حاصلات ۽ -30 ڊي بي جي گھٽ ڪراس پولرائزيشن ليول، ۽ 97٪ کان 98٪ تائين ملائڻ جي ڪارڪردگي شامل آھن. ٻن هارن اينٽينن جي دستياب بينڊوڊٿ 30%-40% ۽ 6%-8% آهن.
جيئن ته terahertz لهرن جي تعدد تمام گهڻي آهي، ان ڪري هارن اينٽينا جي سائيز تمام ننڍڙي آهي، جنهن ڪري هارن جي پروسيسنگ کي تمام ڏکيو بڻائي ٿو، خاص طور تي اينٽينا جي آرين جي ڊيزائن ۾، ۽ پروسيسنگ ٽيڪنالاجي جي پيچيدگي جي ڪري تمام گهڻي قيمت ۽. محدود پيداوار. پيچيده هارن ڊيزائن جي هيٺان ٺاهڻ ۾ مشڪلاتن جي ڪري، عام طور تي مخروطي يا مخروطي هارن جي شڪل ۾ هڪ سادي هارن اينٽينا استعمال ڪيو ويندو آهي، جيڪو خرچ ۽ پروسيس جي پيچيدگي کي گهٽائي سگهي ٿو، ۽ اينٽينا جي تابڪاري ڪارڪردگي کي برقرار رکي سگهجي ٿو. چڱو.
هڪ ٻيو ڌاتو اينٽينا هڪ سفري موج پرامڊ اينٽينا آهي، جنهن ۾ هڪ 1.2 مائڪرون ڊائليڪٽرڪ فلم تي ضم ٿيل هڪ سفري موج اينٽينا آهي ۽ سلڪون ويفر تي لڳل ڊگھي گفا ۾ معطل ٿيل آهي، جيئن تصوير 7 ۾ ڏيکاريل آهي. هي اينٽينا هڪ کليل ڍانچي آهي. Schottky diodes سان مطابقت. ان جي نسبتا سادي جوڙجڪ ۽ گهٽ پيداوار جي گهرج جي ڪري، اهو عام طور تي 0.6 THz کان مٿي فريڪوئنسي بينڊ ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو. بهرحال، انٽينا جي سائڊلوب ليول ۽ ڪراس-پولرائزيشن ليول بلند آهن، شايد ان جي کليل ساخت جي ڪري. تنهن ڪري، ان جي ملائڻ جي ڪارڪردگي نسبتا گهٽ آهي (اٽڪل 50٪).
تصوير 7 سفر ڪندڙ موج پيراميڊل اينٽينا
2. Dielectric antenna
dielectric antenna هڪ dielectric substrate ۽ antenna radiator جو هڪ ميلاپ آهي. مناسب ڊيزائن جي ذريعي، ڊيليڪٽرڪ اينٽينا ڊڪٽر سان گڏ رڪاوٽ جي ميلاپ حاصل ڪري سگهي ٿي، ۽ سادي عمل، آسان انضمام، ۽ گهٽ قيمت جا فائدا آهن. تازن سالن ۾، محققن ڪيترن ئي تنگ بينڊ ۽ براڊ بينڊ سائڊ فائر اينٽينن کي ڊزائين ڪيو آهي جيڪي terahertz dielectric antennas جي گهٽ رڪاوٽ ڊيڪٽرن سان ملن ٿيون: Butterfly antenna، Double U-shaped antenna، log-periodic antenna، and log-periodic sinusoidal antenna، as تصوير 8 ۾ ڏيکاريل آهي. ان کان علاوه، وڌيڪ پيچيده اينٽينا جاميٽريز جينياتي الگورتھم ذريعي ٺاهي سگھجن ٿيون.
شڪل 8 پلانر اينٽينن جا چار قسم
تنهن هوندي به، ڇاڪاڻ ته ڊائليڪٽرڪ اينٽينا هڪ ڊائيليٽرڪ سبسٽريٽ سان گڏ ڪيو ويندو آهي، هڪ مٿاڇري جي موج جو اثر تڏهن ٿيندو جڏهن تعدد THz بينڊ ڏانهن وڌندي. هي موتمار نقصان اينٽينا کي آپريشن دوران تمام گهڻي توانائي وڃائڻ جو سبب بڻائيندو ۽ اينٽينا جي تابڪاري جي ڪارڪردگيءَ ۾ وڏي گهٽتائي جو سبب بڻجندو. جيئن ته شڪل 9 ۾ ڏيکاريل آهي، جڏهن اينٽينا تابڪاري زاويه ڪٽ آف زاويه کان وڏو هوندو آهي، ته ان جي توانائي ڊائيلڪٽرڪ سبسٽريٽ ۾ محدود هوندي آهي ۽ سبسٽريٽ موڊ سان ملائي ويندي آهي.
شڪل 9 اينٽيننا مٿاڇري جي موج جو اثر
جيئن ته ذيلي ذخيري جي ٿلهي وڌندي آهي، اعلي ترتيب واري طريقن جو تعداد وڌائي ٿو، ۽ اينٽينا ۽ سبسٽٽ جي وچ ۾ ملائي وڌندي آهي، نتيجي ۾ توانائي جي نقصان جي نتيجي ۾. سطح جي موج جي اثر کي ڪمزور ڪرڻ لاء، ٽي اصلاحي اسڪيمون آھن:
1) برقي مقناطيسي لهرن جي بيمفارمنگ خاصيتن کي استعمال ڪندي حاصلات کي وڌائڻ لاء اينٽينا تي هڪ لينس لوڊ ڪريو.
2) برقي مقناطيسي لهرن جي اعلي-آرڊر موڊس جي نسل کي دٻائڻ لاءِ سبسٽرٽ جي ٿلهي کي گھٽايو.
3) سبسٽريٽ ڊائليڪٽرڪ مواد کي برقي مقناطيسي بينڊ گپ (EBG) سان تبديل ڪريو. EBG جي فضائي فلٽرنگ خاصيتون اعلي ترتيب واري طريقن کي دٻائي سگهن ٿيون.
3. نئين مواد antennas
مٿين ٻن اينٽينن کان علاوه، نئين مواد مان ٺهيل هڪ terahertz اينٽيننا پڻ آهي. مثال طور، 2006 ۾، Jin Hao et al. تجويز ڪيل ڪاربان نانو ٽيوب ڊپول انٽينا. جيئن ته شڪل 10 (a) ۾ ڏيکاريل آهي، ڊيپول دھاتي مواد جي بدران ڪاربان نانوٽوبس مان ٺهيل آهي. هن ڪاربن نانوٽوب ڊپول انٽينا جي انفراريڊ ۽ آپٽيڪل پراپرٽيز جو احتياط سان اڀياس ڪيو ۽ لامحدود ڊگھائي ڪاربن نانوٽوب ڊيپول اينٽينا جي عام خاصيتن تي بحث ڪيو، جهڙوڪ ان پٽ جي رڪاوٽ، موجوده ورڇ، حاصل، ڪارڪردگي ۽ تابڪاري جو نمونو. شڪل 10 (b) ڪاربان نانوٽوب ڊيپول اينٽينا جي ان پٽ رڪاوٽ ۽ تعدد جي وچ ۾ تعلق ڏيکاري ٿو. جيئن تصوير 10 (b) ۾ ڏسي سگھجي ٿو، ان پٽ جي رڪاوٽ جو خيالي حصو اعلي تعدد تي ڪيترائي صفر آھي. اهو ظاهر ڪري ٿو ته اينٽينا مختلف تعدد تي ڪيترن ئي گونج حاصل ڪري سگهي ٿي. ظاهر آهي، ڪاربان نانوٽيوب اينٽينا هڪ خاص فريڪوئنسي رينج (گهٽ THz فريڪوئنسي) جي اندر گونج ڏيکاري ٿو، پر مڪمل طور تي هن حد کان ٻاهر گونجڻ جي قابل ناهي.
شڪل 10 (a) ڪاربان نانو ٽيوب ڊپول انٽينا. (b) ان پٽ مائبادي- فريڪوئنسي وکر
2012 ۾، سمير ايف محمود ۽ عيد آر الاجمي ڪاربان نانوٽوبس تي ٻڌل هڪ نئين ٽيراهرٽز اينٽينا ڍانچي جي تجويز ڏني، جنهن ۾ ڪاربن نانوٽوبس جي هڪ بنڊل تي مشتمل هوندو آهي، جيڪو ٻن ڊائلٽرڪ پرتن ۾ ويڙهيل هوندو آهي. اندرين ڊائلٽرڪ پرت هڪ ڊائليڪٽرڪ فوم پرت آهي، ۽ ٻاهرئين ڊائليڪٽرڪ پرت هڪ ميٽيميٽري پرت آهي. مخصوص ڍانچي تصوير 11 ۾ ڏيکاريل آهي. جانچ جي ذريعي، اينٽينا جي تابڪاري ڪارڪردگي کي سنگل ديوار ڪاربن نانوٽوبس جي مقابلي ۾ بهتر ڪيو ويو آهي.
شڪل 11 نئون terahertz اينٽينا ڪاربن نانوٽوبس تي ٻڌل
مٿي تجويز ڪيل نئين مادي terahertz antennas بنيادي طور تي ٽي-dimensional آهن. اينٽينا جي بينڊوڊٿ کي بهتر بڻائڻ ۽ ڪنفارمل اينٽينا ٺاهڻ لاءِ، پلانر گرافيني اينٽينن کي تمام گهڻو ڌيان ڏنو ويو آهي. گرافين ۾ بهترين متحرڪ مسلسل ڪنٽرول خاصيتون آهن ۽ تعصب وولٹیج کي ترتيب ڏيڻ سان سطح پلازما ٺاهي سگھي ٿو. مٿاڇري جو پلازما موجود آهي انٽرفيس جي وچ ۾ مثبت dielectric مسلسل substrates (جهڙوڪ Si، SiO2، وغيره) ۽ منفي dielectric مسلسل substrates (جهڙوڪ قيمتي ڌاتو، گرافين، وغيره). ڪنڊڪٽرن ۾ وڏي تعداد ۾ ”مفت اليڪٽران“ موجود آهن جهڙوڪ قيمتي ڌاتو ۽ گرافين. انهن آزاد اليڪٽران کي پلازما پڻ سڏيو ويندو آهي. موصل ۾ موروثي امڪاني فيلڊ جي ڪري، اهي پلازما هڪ مستحڪم حالت ۾ آهن ۽ ٻاهرئين دنيا کان پريشان نه آهن. جڏهن واقعي برقي مقناطيسي موج جي توانائي انهن پلازما سان ملائي ويندي آهي، پلازما مستحڪم حالت کان هٽي ويندا آهن ۽ وائبرٽ ڪندا آهن. تبادلي کان پوء، برقياتي مقناطيسي موڊ انٽرفيس تي هڪ ٽرانسورس مقناطيسي لہر ٺاهي ٿو. ڊروڊ ماڊل پاران ڌاتو جي سطح پلازما جي ڦهلائڻ واري رشتي جي وضاحت مطابق، ڌاتو قدرتي طور تي آزاد خلا ۾ برقياتي مقناطيسي لهرن سان گڏ نه ٿي سگهي ٿي ۽ توانائي کي تبديل ڪري سگهي ٿي. اهو ضروري آهي ته ٻين مواد کي استعمال ڪرڻ لاء مٿاڇري جي پلازما لهرن کي متحرڪ ڪرڻ لاء. مٿاڇري پلازما لهرون تيزيءَ سان ڌاتو-سبسٽريٽ انٽرفيس جي متوازي طرفن ۾ ڪٽجي وڃن ٿيون. جڏهن ڌاتو ڪنڊيڪٽر سطح جي سڌي طرف هدايت ۾ هلندو آهي، هڪ چمڙي جو اثر ٿئي ٿو. ظاهر آهي، اينٽينا جي ننڍڙي سائيز جي ڪري، اعلي فريڪوئنسي بينڊ ۾ هڪ جلد اثر آهي، جنهن جي ڪري اينٽينا جي ڪارڪردگي تيزيء سان گهٽجي ٿي ۽ terahertz اينٽينن جي گهرجن کي پورو نٿو ڪري سگهي. گرافيني جي مٿاڇري واري پلازمون ۾ نه رڳو اعلي پابند قوت ۽ گهٽ نقصان آهي، پر مسلسل برقي ٽيوننگ کي پڻ سپورٽ ڪري ٿو. ان کان علاوه، گرافيني terahertz بينڊ ۾ پيچيده چالکائي آهي. تنهن ڪري، سست موج پروپيگيشن terahertz تعدد تي پلازما موڊ سان لاڳاپيل آهي. اهي خاصيتون terahertz بينڊ ۾ ڌاتو مواد کي تبديل ڪرڻ لاء گرافين جي فزيبلٽي کي مڪمل طور تي ظاهر ڪن ٿا.
گرافيني مٿاڇري پلازمون جي پولرائزيشن رويي جي بنياد تي، شڪل 12 هڪ نئين قسم جي پٽي اينٽينا ڏيکاري ٿو، ۽ گرافين ۾ پلازما لهرن جي پروپيگيشن خاصيتن جي بينڊ جي شڪل کي پيش ڪري ٿو. tunable antenna بينڊ جي ڊيزائن نئين مواد terahertz antennas جي پروپيگيشن خاصيتن جي مطالعي لاء هڪ نئون طريقو مهيا ڪري ٿي.
شڪل 12 نئين پٽي اينٽينا
يونٽ جي نئين مواد terahertz اينٽينا عناصر کي ڳولڻ کان علاوه، گرافين نانوپيچ terahertz اينٽينا پڻ terahertz ملٽي انپٽ ملٽي آئوٽ پُٽ اينٽينا ڪميونيڪيشن سسٽم ٺاهڻ لاءِ آري طور ٺاهي سگھجن ٿا. اينٽينا جي جوڙجڪ تصوير 13 ۾ ڏيکاريل آهي. گرافين نانوپيچ اينٽينن جي منفرد خاصيتن جي بنياد تي، اينٽينا عناصر کي مائڪرون-اسڪيل طول و عرض آهي. ڪيميائي وانپ جو ذخيرو سڌو سنئون مختلف گرافين تصويرن کي ٿلهي نڪيل پرت تي گڏ ڪري ٿو ۽ انهن کي ڪنهن به ذيلي ذخيرو ڏانهن منتقل ڪري ٿو. اجزاء جي مناسب تعداد کي چونڊڻ ۽ برقياتي تعصب جي وولٹیج کي تبديل ڪندي، تابڪاري جي هدايت کي مؤثر طريقي سان تبديل ڪري سگهجي ٿو، سسٽم کي ٻيهر ترتيب ڏيڻ.
شڪل 13 گرافين نانوپيچ terahertz antenna صف
نئين مواد جي تحقيق هڪ نسبتا نئين هدايت آهي. مواد جي جدت جي توقع ڪئي ويندي آهي ته روايتي اينٽينن جي حدن کي ٽوڙيندي ۽ مختلف قسم جي نئين اينٽينن کي ترقي ڪندي، جهڙوڪ ريڪنفيگريبل ميٽاميٽريز، ٻه طرفي (2D) مواد، وغيره. جڏهن ته، اينٽينا جي هن قسم جو بنيادي طور تي نئين اينٽينن جي جدت تي منحصر آهي. مواد ۽ پروسيسنگ ٽيڪنالاجي جي ترقي. ڪنهن به صورت ۾، terahertz antennas جي ترقيءَ لاءِ جديد مواد، درست پروسيسنگ ٽيڪنالاجي ۽ نئين ڊيزائن جي جوڙجڪ جي ضرورت آهي ته جيئن terahertz اينٽينن جي اعليٰ فائدن، گهٽ قيمت ۽ وسيع بينڊوڊٿ جي ضرورتن کي پورو ڪري سگهجي.
هيٺ ڏنل terahertz antennas جي ٽن قسمن جي بنيادي اصولن کي متعارف ڪرايو ويو آهي: ڌاتو اينٽينا، ڊائيلڪٽرڪ اينٽينا ۽ نئين مادي اينٽيننا، ۽ انهن جي اختلافن ۽ فائدن ۽ نقصانن جو تجزيو ڪيو.
1. ڌاتو اينٽينا: جاميٽري سادو آهي، پروسيس ڪرڻ آسان، نسبتا گهٽ قيمت، ۽ ذيلي مواد لاء گهٽ گهربل. بهرحال، ڌاتو اينٽينا اينٽيننا جي پوزيشن کي ترتيب ڏيڻ لاء هڪ ميخانياتي طريقو استعمال ڪن ٿا، جيڪو غلطين جو شڪار آهي. جيڪڏهن ترتيب درست نه آهي، اينٽينا جي ڪارڪردگي تمام گهٽجي ويندي. جيتوڻيڪ ڌاتو اينٽينا سائيز ۾ ننڍو آهي، ان کي پلانر سرڪٽ سان گڏ ڪرڻ ڏکيو آهي.
2. Dielectric antenna: dielectric antenna is a low input impedance, is easy to match with a low impedance detector، ۽ نسبتا سادو آهي هڪ planar circuit سان ڳنڍڻ. dielectric antennas جي جاميٽري شڪلين ۾ شامل آهن بٽر فلائي شڪل، ڊبل يو شڪل، روايتي لاگارٿمڪ شڪل ۽ لاگارٿمڪ دورياتي سائن جي شڪل. تنهن هوندي به، dielectric antennas ۾ به هڪ موتمار نقص آهي، يعني مٿاڇري جي موج جو اثر ٿلهي سبسٽريٽ جي ڪري. حل اهو آهي ته هڪ لينس لوڊ ڪرڻ ۽ اي بي جي جي جوڙجڪ سان ڊيليڪٽرڪ سبسٽريٽ کي تبديل ڪرڻ. ٻنهي حلن لاءِ جدت ۽ پروسيس ٽيڪنالاجي ۽ مواد جي مسلسل بهتري جي ضرورت آهي، پر انهن جي شاندار ڪارڪردگي (جهڙوڪ هر طرفي ۽ سطحي لهر جي دٻاءُ) terahertz اينٽينن جي تحقيق لاءِ نوان خيال مهيا ڪري سگهي ٿي.
3. نيون مادي اينٽينا: هن وقت ڪاربان نانوٽوبس مان ٺهيل نئين ڊيپول اينٽينا ۽ ميٽاميٽريز مان ٺهيل نئين اينٽينا ڍانچي ظاهر ٿي چڪيون آهن. نئون مواد آڻي سگھي ٿو نئين ڪارڪردگي ڪاميابيون، پر بنياد مواد سائنس جي جدت آھي. في الحال، نئين مادي اينٽينن تي تحقيق اڃا تائين ڳولا واري مرحلي ۾ آهي، ۽ ڪيتريون ئي اهم ٽيڪنالاجيون ڪافي بالغ نه آهن.
تت ۾، terahertz antennas جي مختلف قسمن جي ڊيزائن جي ضرورتن مطابق چونڊجي سگهجي ٿو:
1) جيڪڏهن سادي ڊيزائن ۽ گهٽ پيداوار جي قيمت گهربل آهي، ڌاتو اينٽينن کي چونڊيو وڃي ٿو.
2) جيڪڏهن اعلي انضمام ۽ گهٽ ان پٽ رڪاوٽ جي ضرورت هوندي آهي، ڊليڪٽرڪ اينٽينن کي چونڊيو وڃي ٿو.
3) جيڪڏهن ڪارڪردگي ۾ هڪ پيش رفت جي ضرورت آهي، نئين مواد antennas چونڊجي سگهجي ٿو.
مٿين ڊيزائن کي پڻ مخصوص گهرجن مطابق ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. مثال طور، ٻن قسمن جي اينٽينن کي گڏ ڪري سگهجي ٿو وڌيڪ فائدا حاصل ڪرڻ لاء، پر اسيمبلي جو طريقو ۽ ڊزائين ٽيڪنالاجي کي وڌيڪ سخت گهرجن کي پورو ڪرڻ گهرجي.
antennas بابت وڌيڪ ڄاڻڻ لاء، مهرباني ڪري دورو ڪريو:
پوسٽ ٽائيم: آگسٽ-02-2024
