Сымсыз җайланмаларның популярлыгы арту белән, мәгълүмат хезмәтләре тиз үсешнең яңа чорына керде, ул шулай ук мәгълүмат хезмәтләренең шартлаулы үсеше дип тә атала. Хәзерге вакытта күп санлы кушымталар компьютерлардан реаль вакыт режимында йөртү һәм эшләү җиңел булган мобиль телефоннар кебек сымсыз җайланмаларга әкренләп күчә, ләкин бу хәл шулай ук мәгълүмат трафигының тиз артуына һәм полоса киңлеге ресурсларының җитмәвенә китерде. Статистика буенча, базардагы мәгълүмат тизлеге киләсе 10-15 ел эчендә Гбит/с яки хәтта Тбит/с га җитәргә мөмкин. Хәзерге вакытта THz элемтәсе Гбит/с мәгълүмат тизлегенә җитте, ә Тбит/с мәгълүмат тизлеге әле үсешнең башлангыч этабында. Бәйле бер мәкаләдә THz диапазонына нигезләнгән Гбит/с мәгълүмат тизлегендәге соңгы алгарыш күрсәтелгән һәм Тбит/с поляризация мультиплекславы аша алынырга мөмкин дип фаразлана. Шуңа күрә, мәгълүмат тапшыру тизлеген арттыру өчен, мөмкин булган чишелеш - яңа ешлык диапазонын, ул терагерц диапазонын эшләү, ул микродулкыннар һәм инфракызыл яктылык арасындагы "буш зонада" урнашкан. 2019 елда Халыкара радиоэлемтә оешмасының (ХЭО) Бөтендөнья радиоэлемтә конференциясендә (WRC-19) 275-450 ГГц ешлык диапазоны стационар һәм җир өсте мобиль хезмәтләре өчен кулланылды. Терагерцлы сымсыз элемтә системалары күп тикшеренүчеләрнең игътибарын җәлеп итүен күрергә мөмкин.
Терагерц электромагнит дулкыннары, гадәттә, 0,1-10THz (1THz=1012Hz) ешлык диапазоны буларак билгеләнә, аның дулкын озынлыгы 0,03-3 мм. IEEE стандарты буенча, терагерц дулкыннары 0,3-10THz дип билгеләнә. 1 нче рәсемдә терагерц ешлык диапазоны микродулкыннар һәм инфракызыл яктылык арасында урнашканлыгы күрсәтелгән.
1 нче рәсем. THz ешлык диапазонының схематик диаграммасы.
Терагерц антенналарын эшләү
Терагерц тикшеренүләре XIX гасырда башланса да, ул вакытта ул мөстәкыйль өлкә буларак өйрәнелмәгән. Терагерц нурланышы буенча тикшеренүләр, нигездә, ерак инфракызыл диапазонга юнәлтелгән иде. XX гасыр уртасыннан ахырына кадәр тикшеренүчеләр миллиметр дулкын тикшеренүләрен терагерц диапазонына күчерә һәм махсуслаштырылган терагерц технологиясе тикшеренүләрен үткәрә башладылар.
1980 елларда терагерц нурланыш чыганаклары барлыкка килү терагерц дулкыннарын гамәли системаларда куллануны мөмкин итте. XXI гасырдан башлап сымсыз элемтә технологияләре тиз үсеш алды, һәм кешеләрнең мәгълүматка ихтыяҗы һәм элемтә җиһазларының артуы элемтә мәгълүматларын тапшыру тизлегенә катгыйрак таләпләр куйды. Шуңа күрә киләчәк элемтә технологияләренең бер проблемасы - бер урында секундына гигабит югары мәгълүмат тизлегендә эшләү. Хәзерге икътисади үсеш шартларында спектр ресурслары барган саен сирәгәя бара. Ләкин, кешеләрнең элемтә сыйдырышлыгына һәм тизлегенә таләпләре чиксез. Спектр тыгызлыгы проблемасы өчен күп компанияләр спектр нәтиҗәлелеген һәм система сыйдырышлыгын киңлек мультиплекславы аша яхшырту өчен күп керүле күп чыгышлы (MIMO) технологиясен кулланалар. 5G челтәрләренең үсеше белән һәр кулланучының мәгълүмат тоташу тизлеге Гбит/с тан артып китәчәк, һәм база станцияләренең мәгълүмат трафигы да сизелерлек артачак. Традицион миллиметр дулкынлы элемтә системалары өчен микродулкынлы элемтәләр бу зур мәгълүмат агымнарын эшкәртә алмаячак. Моннан тыш, күрү сызыгы йогынтысы аркасында, инфракызыл элемтәнең тапшыру арасы кыска һәм аның элемтә җиһазларының урнашуы билгеле. Шуңа күрә, микродулкыннар һәм инфракызыл арасында булган THz дулкыннары югары тизлекле элемтә системаларын төзү һәм THz элемтәләрен кулланып мәгълүмат тапшыру тизлеген арттыру өчен кулланылырга мөмкин.
Терагерц дулкыннары киңрәк элемтә полосасы бирә ала, һәм аның ешлык диапазоны мобиль элемтәдән якынча 1000 тапкыр зуррак. Шуңа күрә, THz куллану югары тизлекле сымсыз элемтә системаларын төзү - күп тикшеренү төркемнәре һәм тармакларның кызыксынуын җәлеп иткән югары мәгълүмат тизлеге проблемасына өметле чишелеш. 2017 елның сентябрендә беренче THz сымсыз элемтә стандарты IEEE 802.15.3d-2017 чыгарылды, ул 252-325 ГГц түбән THz ешлык диапазонында ноктадан ноктага мәгълүмат алмашуны билгели. Элемтәнең альтернатив физик катламы (PHY) төрле полоса киңлекләрендә 100 Гбит/с кадәр мәгълүмат тизлегенә ирешә ала.
Беренче уңышлы 0,12 ТГц THz элемтә системасы 2004 елда булдырылды, ә 0,3 ТГц THz элемтә системасы 2013 елда гамәлгә ашырылды. 1 нче таблицада 2004 елдан 2013 елга кадәр Япониядә терагерц элемтә системаларын өйрәнү барышы күрсәтелгән.
1 нче таблица. 2004 елдан 2013 елга кадәр Япониядә терагерцлы элемтә системаларын өйрәнү барышы.
2004 елда эшләнгән элемтә системасының антенна структурасы 2005 елда Nippon Telegraph and Phone Corporation (NTT) тарафыннан җентекләп тасвирланган. Антенна конфигурациясе 2 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, ике очракта тәкъдим ителгән.
2 нче рәсем. Япониянең NTT 120 ГГц сымсыз элемтә системасының схемасы
Система фотоэлектрик үзгәртүне һәм антеннаны берләштерә һәм ике эш режимын куллана:
1. Якын арада урнашкан ябык мохиттә, ябык биналарда кулланыла торган яссы антенна тапшыргычы бер линияле йөртүче фотодиод (UTC-PD) чипыннан, яссы уемлы антеннадан һәм кремний линзасыннан тора, 2(а) рәсемдә күрсәтелгәнчә.
2. Озак аралы ачык һава мохитендә, зур тапшыру югалтулары һәм детекторның түбән сизгерлеге йогынтысын яхшырту өчен, тапшыргыч антенна югары көчәйтүгә ия булырга тиеш. Гамәлдәге терагерц антеннасы 50 дБидан артык көчәйтү белән Гаусс оптик линзасын куллана. Тукландыру мөгезе һәм диэлектрик линза комбинациясе 2(b) рәсемдә күрсәтелгән.
NTT компаниясе 0,12 ТГц элемтә системасын эшләүдән тыш, 2012 елда 0,3 ТГц элемтә системасын да эшләде. Өзлексез оптимизацияләү ярдәмендә тапшыру тизлеге 100 Гбит/с кадәр җитә ала. 1 нче таблицадан күренгәнчә, ул терагерц элемтәсен үстерүгә зур өлеш кертте. Ләкин, хәзерге тикшеренү эшенең түбән эш ешлыгы, зур күләм һәм югары бәя кебек кимчелекләре бар.
Хәзерге вакытта кулланыла торган терагерц антенналарының күбесе миллиметр дулкынлы антенналардан модификацияләнгән, һәм терагерц антенналарында инновацияләр аз. Шуңа күрә, терагерц элемтә системаларының эшчәнлеген яхшырту өчен, терагерц антенналарын оптимальләштерү мөһим бурыч булып тора. 2 нче таблицада Германиянең THz элемтәсенең тикшеренү алгарышы күрсәтелгән. 3 нче рәсемдә (а) фотоника һәм электрониканы берләштергән THz сымсыз элемтә системасы күрсәтелгән. 3 нче рәсемдә (б) җил туннеле сынау күренеше күрсәтелгән. Германиядәге хәзерге тикшеренү вәзгыятеннән чыгып караганда, аның тикшеренү һәм эшләнмәләренең түбән эш ешлыгы, югары бәя һәм түбән нәтиҗәлелек кебек кимчелекләре дә бар.
2 нче таблица Германиядә THz элемтәсен өйрәнүнең барышы
3 нче рәсем. Аэродинамика туннелен сынау күренеше
CSIRO ICT үзәге шулай ук THz эчке чыбыксыз элемтә системалары буенча тикшеренүләр башлады. Үзәк 4 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, ел һәм элемтә ешлыгы арасындагы бәйләнешне өйрәнде. 4 нче рәсемнән күренгәнчә, 2020 елга чыбыксыз элемтә буенча тикшеренүләр THz диапазонына юнәлтелгән. Радио спектрын кулланып максималь элемтә ешлыгы егерме ел саен якынча ун тапкыр арта. Үзәк THz антенналарына таләпләр буенча тәкъдимнәр бирде һәм THz элемтә системалары өчен валторналар һәм линзалар кебек традицион антенналар тәкъдим итте. 5 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, ике валторна антеннасы 0,84THz һәм 1,7THz ешлыгында эшли, гади структурага һәм яхшы Гаусс нуры күрсәткечләренә ия.
4 нче рәсем Ел һәм ешлык арасындагы бәйләнеш
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
5 нче рәсем Ике төрдәге мөгезле антенналар
Америка Кушма Штатлары терагерц дулкыннарының нурланышы һәм ачыклануы буенча киң тикшеренүләр үткәрде. Танылган терагерц тикшеренү лабораторияләренә Реактив хәрәкәт лабораториясе (JPL), Стэнфорд сызыклы тизләткеч үзәге (SLAC), АКШ Милли лабораториясе (LLNL), Милли аэронавтика һәм космик идарә (NASA), Милли фән фонды (NSF) һ.б. керә. Терагерц кушымталары өчен яңа терагерц антенналары, мәсәлән, галстуклы антенналар һәм ешлык нуры белән идарә итү антенналары эшләнгән. Терагерц антенналары үсеше буенча, хәзерге вакытта терагерц антенналары өчен өч төп дизайн идеясен алырга мөмкин, 6 нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә.
6 нчы рәсем. Терагерц антенналары өчен өч төп дизайн идеясе.
Югарыдагы анализ күрсәткәнчә, күп илләр терагерцлы антенналарга зур игътибар бирсәләр дә, ул әле башлангыч тикшеренү һәм эшләү этабында. Югары таралу югалтулары һәм молекуляр сеңү аркасында, THz антенналары гадәттә тапшыру ераклыгы һәм каплавы белән чикләнә. Кайбер тикшеренүләр THz диапазонындагы түбәнрәк эш ешлыкларына юнәлтелгән. Терагерцлы антеннаның гамәлдәге тикшеренүләре, нигездә, диэлектрик линзалы антенналар һ.б. кулланып көчәйтүне яхшыртуга һәм тиешле алгоритмнар кулланып элемтә нәтиҗәлелеген яхшыртуга юнәлтелгән. Моннан тыш, терагерцлы антенна төргәгенең нәтиҗәлелеген ничек яхшыртырга да бик актуаль мәсьәлә.
Гомуми THz антенналары
THz антенналарының күп төрләре бар: конус куышлыклы диполь антенналар, почмак чагылдыргыч массивлар, бантик дипольләр, диэлектрик линзалы яссы антенналар, THz чыганагы нурланыш чыганакларын булдыру өчен фотоүткәргеч антенналар, мөгезле антенналар, графен материалларына нигезләнгән THz антенналары һ.б. THz антенналарын ясау өчен кулланылган материалларга карап, аларны якынча металл антенналарга (нигездә, мөгезле антенналар), диэлектрик антенналарга (линзалы антенналар) һәм яңа материал антенналарына бүләргә мөмкин. Бу бүлектә башта бу антенналарның башлангыч анализы бирелә, аннары киләсе бүлектә биш типик THz антеннасы җентекләп тәкъдим ителә һәм тирәнтен анализлана.
1. Металл антенналар
Мөгезле антенна - THz диапазонында эшләү өчен эшләнгән гадәти металл антенна. Классик миллиметр дулкын кабул итүчесенең антеннасы - конуссыман мөгез. Гофрланган һәм ике режимлы антенналарның күп өстенлекләре бар, шул исәптән әйләнү симметрияле нурланыш үрнәкләре, 20-30 дБ югары көчәйтү һәм -30 дБ түбән кросс-поляризация дәрәҗәсе, һәм тоташтыру нәтиҗәлелеге 97% тан 98% ка кадәр. Ике мөгезле антеннаның мөмкин булган полоса киңлекләре 30%-40% һәм 6%-8% тәшкил итә.
Терагерц дулкыннарының ешлыгы бик югары булганлыктан, мөгезле антеннаның зурлыгы бик кечкенә, бу мөгезне эшкәртүне бик авырлаштыра, бигрәк тә антенна массивларын проектлауда, һәм эшкәртү технологиясенең катлаулылыгы артык чыгымнарга һәм җитештерүнең чикләнгән булуына китерә. Катлаулы мөгезле конструкциянең аскы өлешен җитештерүдәге кыенлыклар аркасында, гадәттә, конус яки конус мөгезе формасындагы гади мөгезле антенна кулланыла, бу чыгымнарны һәм процессның катлаулылыгын киметергә мөмкин, һәм антеннаның нурланыш эшчәнлеген яхшы сакларга мөмкин.
Тагын бер металл антенна - 7 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, 1,2 микронлы диэлектрик пленкага интеграцияләнгән һәм кремний пластинасына уеп ясалган буй куышлыгына эленгән хәрәкәт итүче дулкын антеннасыннан торган хәрәкәт итүче дулкын антеннасы, 7 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Бу антенна - Шоттки диодлары белән туры килә торган ачык структура. Аның чагыштырмача гади структурасы һәм түбән җитештерү таләпләре аркасында, аны, гадәттә, 0,6 ТГц тан югарырак ешлык полосаларында кулланырга мөмкин. Ләкин, антеннаның ян өлеше дәрәҗәсе һәм кросс-поляризация дәрәҗәсе югары, мөгаен, аның ачык структурасы аркасында. Шуңа күрә аның тоташтыру нәтиҗәлелеге чагыштырмача түбән (якынча 50%).
7 нче рәсем. Йөреш дулкыны пирамидасы антеннасы
2. Диэлектрик антенна
Диэлектрик антенна - диэлектрик субстрат һәм антенна радиаторының кушылмасы. Дөрес проектлау ярдәмендә диэлектрик антенна детектор белән импеданс туры килүенә ирешә ала, һәм гади процесс, җиңел интеграция һәм түбән бәя өстенлекләренә ия. Соңгы елларда тикшеренүчеләр терагерцлы диэлектрик антенналарның түбән импеданслы детекторларына туры килә торган берничә тар полосалы һәм киң полосалы ян антенналар эшләделәр: күбәләк антеннасы, икеләтә U-формасындагы антенна, логарифм-периодик антенна һәм логарифм-периодик синусоидаль антенна, 8 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Моннан тыш, генетик алгоритмнар ярдәмендә катлаулырак антенна геометрияләрен проектларга мөмкин.
8 нче рәсем. Дүрт төр яссы антенналар
Шулай да, диэлектрик антенна диэлектрик субстрат белән берләштерелгәнлектән, ешлык THz диапазонына юнәлгәндә өслек дулкыны эффекты барлыкка киләчәк. Бу куркыныч кимчелек антеннаның эш вакытында күп энергия югалтуына һәм антеннаның нурланыш нәтиҗәлелегенең сизелерлек кимүенә китерәчәк. 9 нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, антеннаның нурланыш почмагы кисү почмагыннан зуррак булганда, аның энергиясе диэлектрик субстратта чикләнә һәм субстрат режимы белән бәйләнгән.
9 нчы рәсем Антенна өслегенең дулкын эффекты
Субстрат калынлыгы арткан саен, югары тәртип режимнары саны арта, һәм антенна белән субстрат арасындагы бәйләнеш арта, нәтиҗәдә энергия югалтулары була. Өслек дулкыны эффектын зәгыйфьләндерү өчен өч оптимизация схемасы бар:
1) Электромагнит дулкыннарның нур формалаштыру үзенчәлекләрен кулланып, көчәйтүне арттыру өчен антеннага линза урнаштырыгыз.
2) Электромагнит дулкыннарның югары дәрәҗәдәге режимнары генерациясен бастыру өчен субстратның калынлыгын киметегез.
3) Субстрат диэлектрик материалын электромагнит зона аралыгы (ЭЗА) белән алыштырыгыз. ЭЗАның киңлек фильтрлау үзенчәлекләре югары тәртип режимнарын бастырырга мөмкин.
3. Яңа материал антенналары
Югарыдагы ике антеннадан тыш, яңа материаллардан эшләнгән терагерц антеннасы да бар. Мәсәлән, 2006 елда Джин Хао һ.б. углерод нанотүбә диполь антеннасын тәкъдим иттеләр. 10(а) рәсемдә күрсәтелгәнчә, диполь металл материаллар урынына углерод нанотүбәләреннән ясалган. Ул углерод нанотүбә диполь антеннасының инфракызыл һәм оптик үзлекләрен җентекләп өйрәнде һәм чикле озынлыктагы углерод нанотүбә диполь антеннасының гомуми үзенчәлекләрен, мәсәлән, керү импедансы, ток бүленеше, көчәйтү, нәтиҗәлелек һәм нурланыш үрнәген тикшерде. 10(б) рәсемдә углерод нанотүбә диполь антеннасының керү импедансы һәм ешлыгы арасындагы бәйләнеш күрсәтелгән. 10(б) рәсемдә күренгәнчә, керү импедансының уйдырма өлеше югарырак ешлыкларда берничә нульгә ия. Бу антеннаның төрле ешлыкларда берничә резонанска ирешә алуын күрсәтә. Әлбәттә, углерод нанотүбә антеннасы билгеле бер ешлык диапазонында (түбәнрәк THz ешлыклары) резонанс күрсәтә, ләкин бу диапазоннан тыш бөтенләй резонанс тудыра алмый.
10 нчы рәсем (а) Углерод нанотрубка диполь антеннасы. (б) Керү импедансы-ешлык кәкресе
2012 елда Самир Ф. Махмуд һәм Айед Р. Әл-Әҗми углерод нанотрубкаларына нигезләнгән яңа терагерцлы антенна структурасын тәкъдим иттеләр, ул ике диэлектрик катламга төрелгән углерод нанотрубкалары бәйләменнән тора. Эчке диэлектрик катлам - диэлектрик күбек катламы, ә тышкы диэлектрик катлам - метаматериал катлам. Конкрет структура 11 нче рәсемдә күрсәтелгән. Сынаулар ярдәмендә антеннаның нурланыш сыйфаты бер катламлы углерод нанотрубкалары белән чагыштырганда яхшыртылды.
11 нче рәсем. Углерод нанотрубкаларына нигезләнгән яңа терагерцлы антенна.
Югарыда тәкъдим ителгән яңа материал терагерц антенналары, нигездә, өч үлчәмле. Антеннаның үткәрүчәнлеген яхшырту һәм конформ антенналар ясау өчен, яссы графен антенналары киң игътибар җәлеп итте. Графенның динамик өзлексез идарә итү үзенчәлекләре бик яхшы һәм көчәнешне көйләү юлы белән өслек плазмасын барлыкка китерә ала. Өслек плазмасы уңай диэлектрик даими субстратлар (мәсәлән, Si, SiO2 һ.б.) һәм тискәре диэлектрик даими субстратлар (мәсәлән, кыйммәтле металлар, графен һ.б.) арасындагы чиктә урнашкан. Кыйммәтле металлар һәм графен кебек үткәргечләрдә күп санлы "ирекле электроннар" бар. Бу ирекле электроннар шулай ук плазма дип атала. Үткәргечтәге потенциал кыры аркасында, бу плазмалар тотрыклы хәлдә һәм тышкы дөнья белән бозылмый. Төшкән электромагнит дулкын энергиясе бу плазмаларга кушылганда, плазмалар тотрыклы хәлдән тайпылачак һәм тибрәнәчәк. Конверсиядән соң, электромагнит режим чиктә аркылы магнит дулкыны барлыкка китерә. Дрю моделе буенча металл өслек плазмасының дисперсия мөнәсәбәте тасвирламасына караганда, металлар буш киңлектә электромагнит дулкыннар белән табигый рәвештә кушыла һәм энергияне үзгәртә алмый. Өслек плазма дулкыннарын кузгату өчен башка материаллар куллану кирәк. Өслек плазма дулкыннары металл-субстрат чигенә параллель юнәлештә тиз кими. Металл үткәргеч өслеккә перпендикуляр юнәлештә үткәргәндә, кабык эффекты барлыкка килә. Әлбәттә, антеннаның кечкенә зурлыгы аркасында югары ешлык диапазонында кабык эффекты барлыкка килә, бу антеннаның эшләвен кискен төшерә һәм терагерц антенналары таләпләрен канәгатьләндерә алмый. Графенның өслек плазмоны югарырак бәйләү көче һәм түбән югалтуларга гына түгел, ә өзлексез электр көйләүне дә хуплый. Моннан тыш, графен терагерц диапазонында катлаулы үткәрүчәнлеккә ия. Шуңа күрә, әкрен дулкын таралуы терагерц ешлыкларындагы плазма режимы белән бәйле. Бу үзенчәлекләр графенның терагерц диапазонындагы металл материалларны алыштыру мөмкинлеген тулысынча күрсәтә.
Графен өслеге плазмоннарының поляризация үз-үзен тотуына нигезләнеп, 12 нче рәсемдә тасмалы антеннаның яңа төре күрсәтелгән һәм графендагы плазма дулкыннарының таралу үзенчәлекләренең полоса формасы тәкъдим ителә. Көйләнә торган антенна полосасын эшләү яңа материал терагерц антенналарының таралу үзенчәлекләрен өйрәнү өчен яңа ысул тәкъдим итә.
12 нче рәсем. Яңа тасмалы антенна
Яңа материаллы терагерц антенна элементларын өйрәнүдән тыш, графен нанопатч терагерц антенналарын терагерц күп керүле күп чыгулы антенна элемтә системаларын төзү өчен массивлар буларак та эшләргә мөмкин. Антенна структурасы 13 нче рәсемдә күрсәтелгән. Графен нанопатч антенналарының уникаль үзлекләренә нигезләнеп, антенна элементлары микрон масштаблы үлчәмнәргә ия. Химик пар утырту төрле графен рәсемнәрен нечкә никель катламында турыдан-туры синтезлый һәм аларны теләсә нинди субстратка күчерә. Тиешле сандагы компонентларны сайлап һәм электростатик көчәнешне үзгәртеп, нурланыш юнәлешен нәтиҗәле рәвештә үзгәртергә мөмкин, бу системаны яңадан конфигурацияләргә мөмкинлек бирә.
13 нче рәсем Графен нанопатч терагерц антенна массивы
Яңа материалларны тикшерү чагыштырмача яңа юнәлеш. Материалларны инновацияләү традицион антенналарның чикләүләрен җиңәргә һәм төрле яңа антенналар, мәсәлән, яңадан конфигурацияләнә торган метаматериаллар, ике үлчәмле (2D) материаллар һ.б. эшләргә мөмкинлек бирәчәк дип көтелә. Ләкин бу төр антенна, нигездә, яңа материалларны инновацияләүгә һәм процесс технологияләрен алга этәрүгә бәйле. Ничек кенә булмасын, терагерц антенналарын эшләү өчен терагерц антенналарының югары көчәнеш, түбән бәя һәм киң полоса киңлеге таләпләрен канәгатьләндерү өчен инновацион материаллар, төгәл эшкәртү технологиясе һәм яңа дизайн структуралары кирәк.
Түбәндә өч төр терагерц антенналарының төп принциплары тәкъдим ителә: металл антенналар, диэлектрик антенналар һәм яңа материал антенналары, һәм аларның аермалары, өстенлекләре һәм кимчелекләре анализлана.
1. Металл антенна: Геометриясе гади, эшкәртү җиңел, чагыштырмача арзан һәм нигез материалларына түбән таләпләр. Ләкин металл антенналар антеннаның урнашуын көйләү өчен механик ысул кулланалар, бу хаталарга еш очрый. Көйләү дөрес булмаса, антеннаның эшчәнлеге шактый кими. Металл антеннаның зурлыгы кечкенә булса да, аны яссы схема белән җыю авыр.
2. Диэлектрик антенна: Диэлектрик антенна түбән керү импедансына ия, аны түбән импеданс детекторы белән туры китерү җиңел һәм яссы схема белән тоташтыру чагыштырмача җиңел. Диэлектрик антенналарның геометрик формаларына күбәләк формасы, икеләтә U формасы, гадәти логарифмик форма һәм логарифмик периодик синус формасы керә. Ләкин, диэлектрик антенналарның да үлемечле кимчелеге бар, атап әйткәндә, калын субстрат аркасында килеп чыккан өслек дулкын эффекты. Чишелеш - линзаны йөкләү һәм диэлектрик субстратны EBG структурасы белән алыштыру. Ике чишелеш тә инновацияләр һәм процесс технологиясен һәм материалларны даими яхшыртуны таләп итә, ләкин аларның бик яхшы эшләве (мәсәлән, күп юнәлешлелек һәм өслек дулкыннарын бастыру) терагерц антенналарын тикшерү өчен яңа идеялар бирә ала.
3. Яңа материал антенналары: Хәзерге вакытта углерод нанотрубкаларыннан ясалган яңа диполь антенналары һәм метаматериаллардан ясалган яңа антенна структуралары барлыкка килде. Яңа материаллар яңа җитештерүчәнлек ачышлары китерергә мөмкин, ләкин төп шарт - материаллар фәнендәге инновация. Хәзерге вакытта яңа материал антенналары буенча тикшеренүләр әле дә тикшеренү этабында, һәм күп кенә төп технологияләр җитәрлек дәрәҗәдә өлгермәгән.
Кыскасы, проект таләпләренә туры китереп, төрле терагерцлы антенналар сайларга мөмкин:
1) Гади дизайн һәм түбән җитештерү чыгымнары кирәк булса, металл антенналар сайларга мөмкин.
2) Әгәр югары интеграция һәм түбән керү импедансы кирәк булса, диэлектрик антенналар сайларга мөмкин.
3) Әгәр дә эшчәнлектә алга китеш кирәк булса, яңа материал антенналар сайларга мөмкин.
Югарыда күрсәтелгән конструкцияләрне шулай ук билгеле бер таләпләргә туры китереп көйләргә мөмкин. Мәсәлән, күбрәк өстенлекләр алу өчен ике төр антеннаны берләштерергә мөмкин, ләкин җыю ысулы һәм проектлау технологиясе катгыйрак таләпләргә туры килергә тиеш.
Антенналар турында күбрәк белер өчен, зинһар, түбәндәге сайтларга керегез:
Бастырылган вакыты: 2024 елның 2 августы
