Антенна карау: Фракталь метасурфейсларга һәм антенна дизайнына күзәтү

Фракталлар төшенчәсен математик Бенуа Б. Мандельброт 1970-нче елларда кертә, ләкин фрактал геометриянең килеп чыгышын Кантор (1870), фон Коч (1904), Сьерпински (1915) кебек күп математикларның алдагы эшеннән алып була. ), Julлия (1918), Фату (1926), һәм Ричардсон (1953).
Бенуит Б. Мандельброт фракталлар белән табигать арасындагы бәйләнешне өйрәнде, агачлар, таулар, яр буйлары кебек катлаулырак структураларны охшату өчен яңа төр фракталлар кертеп. Ул "фрактал" сүзен латинча "фрактус" сыйфатыннан ясады, "сынган" яки "сынган", ягъни сынган яки тәртипсез кисәкләрдән торган, традицион Евклид геометриясе белән классификацияләнә алмаган тәртипсез һәм фрагмент геометрик формаларны сурәтләү өчен. Моннан тыш, ул фракталлар ясау һәм өйрәнү өчен математик модельләр һәм алгоритмнар уйлап тапты, бу танылган Мандельброт комплектын барлыкка китерде, бу, мөгаен, катлаулы һәм чиксез кабатланган үрнәкләр белән иң танылган һәм визуаль мавыктыргыч фрактал форма (1-нче рәсемне кара).
Мандельброт эше математикага гына тәэсир итми, физика, компьютер графикасы, биология, икътисад, сәнгать кебек төрле өлкәләрдә дә кулланыла. Чынлыкта, катлаулы һәм үз-үзенә охшаган структураларны модельләштерү һәм чагылдыру сәләтләре аркасында, фракталлар төрле өлкәләрдә бик күп инновацион кушымталарга ия. Мәсәлән, алар түбәндәге куллану өлкәләрендә киң кулланылды, алар киң кулланылышның берничә мисалы гына:
1. Компьютер графикасы һәм анимация, реалистик һәм визуаль яктан табигый пейзажлар, агачлар, болытлар, текстуралар тудыра;
2. Санлы файлларның күләмен киметү өчен мәгълүматны кысу технологиясе.
3. Рәсем һәм сигнал эшкәртү, рәсемнәрдән үзенчәлекләр алу, үрнәкләрне ачыклау, эффектив кысу һәм реконструкцияләү ысуллары белән тәэмин итү;
4. Биология, үсемлекләрнең үсешен һәм баш миендәге нейроннарны оештыруны тасвирлый;
5. Антенна теориясе һәм метаматериаллар, компакт / күп полосалы антенналар һәм инновацион метасурфейслар проектлау.
Хәзерге вакытта фрактал геометрия төрле фәнни, сәнгать һәм технологик фәннәрдә яңа һәм инновацион куллануны табуны дәвам итә.
Электромагнит (EM) технологиясендә фрактал формалар миниатюризация таләп иткән кушымталар өчен бик файдалы, антенналардан метаматериалларга һәм ешлыкны сайлап алу өслекләренә (FSS). Гадәттәге антенналарда фрактал геометрия куллану аларның электр озынлыгын арттырырга мөмкин, шуның белән резонант структурасының гомуми күләмен киметергә мөмкин. Моннан тыш, фрактал формаларның үз-үзенә охшаган табигате аларны күп полосалы яки киң полосалы резонант структураларын тормышка ашыру өчен идеаль итә. Фракталларның табигый миниатюризация мөмкинлекләре чагылдыргычлар, этаплы массив антенналары, метаматериал үзләштергечләр һәм төрле кушымталар өчен метасурфейслар проектлау өчен аеруча җәлеп итә. Чынлыкта, бик кечкенә массив элементларын куллану берничә өстенлек китерә ала, мәсәлән, үзара бәйләнешне киметү яки бик кечкенә элемент аралыгы белән массивлар белән эшли белү, шулай итеп яхшы сканерлауны һәм почмак тотрыклылыгының югары дәрәҗәсен тәэмин итү.
Aboveгарыда телгә алынган сәбәпләр аркасында, фракталь антенналар һәм метасурфейслар электромагнитика өлкәсендә ике кызыклы тикшеренү өлкәсен күрсәтәләр, алар соңгы елларда зур игътибар җәлеп иттеләр. Ике концепция дә электромагнит дулкыннарын манипуляцияләү һәм контрольдә тотуның уникаль ысулларын тәкъдим итә, чыбыксыз элемтә, радар системалары һәм сенсор өлкәсендә киң кулланмалар. Аларның үзләренә охшаган характеристикалары зур электромагнит реакциясен саклап, зурлыгы кечкенә булырга мөмкинлек бирә. Бу компакт, мобиль җайланмалар, RFID тэглары, аэрокосмик системалар кебек космик чикләнгән кушымталарда аеруча отышлы.
Фракталь антенналарны һәм метасурфейсларны куллану чыбыксыз элемтә, сурәтләү һәм радар системаларын сизелерлек яхшырту мөмкинлегенә ия, чөнки алар компактлы, югары җитештерүчәнле җайланмаларны көчәйтәләр. Моннан тыш, фрактал геометрия микродулкынлы сенсорлар дизайнында материаль диагностика өчен кулланыла, күп ешлыклы полосаларда эшли белү һәм миниатюризацияләү мөмкинлеге аркасында. Бу өлкәләрдә дәвам итүче тикшеренүләр яңа потенциалны тормышка ашыру өчен яңа конструкцияләр, материаллар, ясалма техника белән танышуны дәвам итәләр.
Бу кәгазь фрактал антенналарның һәм метасурфейсларның тикшеренүләрен һәм кулланылышын тикшерү һәм фрактал нигезендәге антенналар һәм метасурфейсларны чагыштыру, аларның өстенлекләрен һәм чикләүләрен күрсәтеп. Ниһаять, инновацион чагылдыргычлар һәм метаматериал берәмлекләргә комплекслы анализ тәкъдим ителә, һәм бу электромагнит структураларның проблемалары һәм киләчәк үсеше турында сүз бара.