Nuacht - Athbhreithniú ar antennas líne tarchuir bunaithe ar mheiteaábhair (Cuid 2)

2. Feidhmiú MTM-TL i gCórais Antenna
Díreoidh an chuid seo ar TLanna meiteábhair shaorga agus cuid dá bhfeidhmeanna is coitianta agus is ábhartha chun struchtúir éagsúla antenna a bhaint amach a bhfuil costas íseal, monarú éasca, miondealú, bandaleithead leathan, gnóthachan agus éifeachtúlacht ard, cumas scanadh raoin leathan agus próifíl íseal acu. Pléitear iad thíos.

1. Antennas leathanbhanda agus il-minicíochta
I TL tipiciúil le fad l, nuair a thugtar an mhinicíocht uilleach ω0, is féidir fad leictreach (nó céim) na líne tarchuir a ríomh mar seo a leanas:

Áit a seasann vp do luas céime na líne tarchuir. Mar is léir ón méid thuas, comhfhreagraíonn an bandaleithead go dlúth don mhoill ghrúpa, arb é díorthach φ é maidir le minicíocht. Dá bhrí sin, de réir mar a ghiorraíonn fad na líne tarchuir, éiríonn an bandaleithead níos leithne freisin. I bhfocail eile, tá caidreamh inbhéartach idir an bandaleithead agus céim bhunúsach na líne tarchuir, atá sainiúil don dearadh. Léiríonn sé seo nach bhfuil sé éasca an bandaleithead oibriúcháin a rialú i gciorcaid dháilte traidisiúnta. Is féidir é seo a chur i leith theorainneacha línte tarchuir traidisiúnta i dtéarmaí céimeanna saoirse. Mar sin féin, ceadaíonn eilimintí lódála paraiméadair bhreise a úsáid i TLanna meiteaábhair, agus is féidir an freagairt céime a rialú go pointe áirithe. Chun an bandaleithead a mhéadú, is gá fána comhchosúil a bheith agat gar do mhinicíocht oibriúcháin na saintréithe scaipthe. Is féidir le TL meiteaábhair shaorga an sprioc seo a bhaint amach. Bunaithe ar an gcur chuige seo, moltar go leor modhanna chun bandaleithead antennas a fheabhsú sa pháipéar. Tá dhá antennas leathanbhanda luchtaithe le hathshondóirí fáinne scoilte deartha agus monaraithe ag scoláirí (féach Fíor 7). Léiríonn na torthaí a thaispeántar i bhFíor 7, tar éis an t-athshondóir fáinne scoilte a luchtú leis an aeróg mhonaphola traidisiúnta, go spreagtar mód minicíochta athshondais íseal. Déantar méid an athshondóra fáinne scoilte a bharrfheabhsú chun athshondas a bhaint amach atá gar do athshondas na haeróige mhonaphola. Léiríonn na torthaí, nuair a chomhthráthaíonn an dá athshondas, go méadaítear tréithe bandaleithead agus radaíochta na haeróige. Is iad 0.25λ0 × 0.11λ0 agus 0.25λ0 × 0.21λ0 (4GHz), faoi seach, fad agus leithead na haeróige mhonaphola atá luchtaithe le hathshondóir fáinne scoilte ná 0.29λ0 × 0.21λ0 (2.9GHz), faoi seach. Maidir leis an aeróg mhonaphola traidisiúnta F-chruthach agus an aeróg mhonaphola T-chruthach gan athshondóir fáinne scoilte, is iad 3.6dBi - 78.5% agus 3.9dBi - 80.2%, faoi seach, an gnóthachan agus an éifeachtúlacht radaíochta is airde a tomhaiseadh sa bhanda 5GHz. I gcás antenna atá luchtaithe le hathshonadóir fáinne scoilte, is iad na paraiméadair seo 4dBi - 81.2% agus 4.4dBi - 83%, faoi seach, sa bhanda 6GHz. Trí athshonadóir fáinne scoilte a chur i bhfeidhm mar ualach meaitseála ar an antenna monapóil, is féidir tacú leis na bandaí 2.9GHz ~ 6.41GHz agus 2.6GHz ~ 6.6GHz, arb ionann iad agus bandaleithead codánach de 75.4% agus ~87%, faoi seach. Léiríonn na torthaí seo go bhfuil feabhas tagtha ar an mbanda tomhais thart ar 2.4 uair agus 2.11 uair i gcomparáid le haeróga monapóil traidisiúnta de mhéid seasta.

Fíor 7. Dhá antenna leathanbhanda atá luchtaithe le hathshondóirí fáinne scoilte.

Mar a thaispeántar i bhFíor 8, léirítear torthaí turgnamhacha an aeróg mhonapóil phriontáilte dhlúth. Nuair a bhíonn S11≤- 10 dB, is é 185% (0.115-2.90 GHz) an bandaleithead oibriúcháin, agus ag 1.45 GHz, is é 2.35 dBi agus 78.8% an gnóthachan buaice agus an éifeachtúlacht radaíochta, faoi seach. Tá leagan amach an aeróg cosúil le struchtúr leatháin thriantánach droim ar ais, a bheathaítear le roinnteoir cumhachta cuarlíneach. Tá stump lárnach sa GND gearrtha atá suite faoin friothálaí, agus tá ceithre fháinne athshondais oscailte dáilte timpeall air, rud a leathnaíonn bandaleithead an aeróg. Radaíonn an aeróg beagnach uilethreoch, ag clúdach an chuid is mó de na bandaí VHF agus S, agus na bandaí UHF agus L go léir. Is é 48.32 × 43.72 × 0.8 mm3 méid fisiceach an aeróg, agus is é 0.235λ0 × 0.211λ0 × 0.003λ0 an méid leictreach. Tá na buntáistí a bhaineann le méid beag agus costas íseal aige, agus tá ionchais iarratais fhéideartha ann i gcórais chumarsáide gan sreang leathanbhanda.

Fíor 8: Antenna monapóil luchtaithe le hathshondóir fáinne scoilte.

Taispeánann Fíor 9 struchtúr antenna plánach ina bhfuil dhá phéire lúb sreinge meander idirnasctha atá talmhaithe le plána talún gearrtha T-chruthach trí dhá via. Is é méid an antenna 38.5 × 36.6 mm2 (0.070λ0 × 0.067λ0), áit a seasann λ0 don tonnfhad spáis shaoir de 0.55 GHz. Radaíonn an antenna go hilthreoch san eitleán E sa bhanda minicíochta oibriúcháin de 0.55 ~ 3.85 GHz, le gnóthachan uasta de 5.5dBi ag 2.35GHz agus éifeachtúlacht de 90.1%. Déanann na gnéithe seo an t-antenna atá beartaithe oiriúnach d'fheidhmchláir éagsúla, lena n-áirítear UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi agus Bluetooth.

Fíor 9 Struchtúr antenna plánach atá beartaithe.

2. Antenna Tonn Sceite (LWA)
Tá an t-aeróg tonn sceite nua ar cheann de na príomhfheidhmchláir chun meiteaábhar saorga TL a bhaint amach. I gcás aeróga tonn sceite, is mar seo a leanas éifeacht an tairiseach céime β ar an uillinn radaíochta (θm) agus an leithead uasta bhíoma (Δθ):

Is é L fad an antenna, is é k0 uimhir na dtonnta sa spás saor, agus is é λ0 an tonnfhad sa spás saor. Tabhair faoi deara nach dtarlaíonn radaíocht ach amháin nuair a bhíonn |β|

3. Antenna athshondóra nialasach
Airí uathúil de mheitea-ábhar CRLH is ea gur féidir le β a bheith 0 nuair nach bhfuil an mhinicíocht cothrom le náid. Bunaithe ar an airí seo, is féidir athshondóir nua den ord nialasach (ZOR) a ghiniúint. Nuair atá β cothrom le náid, ní tharlaíonn aon aistriú céime san athshondóir iomlán. Tá sé seo amhlaidh toisc go bhfuil an tairiseach aistrithe céime φ = - βd = 0. Ina theannta sin, ní bhraitheann an t-athshondas ach ar an ualach imoibríoch agus tá sé neamhspleách ar fhad an struchtúir. Taispeánann Fíor 10 go ndéantar an t-antenna atá beartaithe a mhonarú trí dhá agus trí aonad le cruth E a chur i bhfeidhm, agus is é an méid iomlán 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 agus 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, faoi seach, áit a seasann λ0 do thonnfhad an spáis shaoir ag minicíochtaí oibriúcháin 500 MHz agus 650 MHz, faoi seach. Oibríonn an t-aeróg ag minicíochtaí 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) agus 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz), le bandaleithead coibhneasta de 91.9% agus 96.0%. Chomh maith leis na tréithe beaga agus bandaleithead leathan, is iad 5.3dBi agus 85% (1GHz) agus 5.7dBi agus 90% (1.4GHz) gnóthachan agus éifeachtúlacht an chéad agus an dara haeróg, faoi seach.

Fíor 10 Struchtúir antenna dúbailte-E agus trí-E atá beartaithe.

4. Antenna Sliotáin
Tá modh simplí molta chun oscailt antenna CRLH-MTM a mhéadú, ach níl mórán athraithe ar mhéid a antenna. Mar a thaispeántar i bhFíor 11, tá aonaid CRLH san antenna atá cruachta go hingearach ar a chéile, ina bhfuil paistí agus línte meandrála, agus tá sliotán S-chruthach ar an bpaiste. Beathaítear an t-antenna le stumpa meaitseála CPW, agus is é 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm a mhéid, arb ionann é agus 0.204λ0 × 0.375λ0 × 0.018λ0, áit a seasann λ0 (3.5GHz) do thonnfhad an spáis shaoir. Léiríonn na torthaí go n-oibríonn an t-antenna sa bhanda minicíochta 0.85-7.90GHz, agus is é 161.14% a bandaleithead oibriúcháin. Feictear an gnóthachan radaíochta agus an éifeachtúlacht is airde ag an antenna ag 3.5GHz, arb ionann iad agus 5.12dBi agus ~80%, faoi seach.