2. యాంటెన్నా సిస్టమ్స్‌లో MTM-TL అప్లికేషన్
ఈ విభాగం కృత్రిమ మెటామెటీరియల్ TLలపై దృష్టి సారిస్తుంది మరియు తక్కువ ధర, సులభమైన తయారీ, సూక్ష్మీకరణ, విస్తృత బ్యాండ్‌విడ్త్, అధిక లాభం మరియు సామర్థ్యం, విస్తృత శ్రేణి స్కానింగ్ సామర్థ్యం మరియు తక్కువ ప్రొఫైల్‌తో వివిధ యాంటెన్నా నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి వాటి అత్యంత సాధారణ మరియు సంబంధిత అనువర్తనాల్లో కొన్నింటిపై దృష్టి పెడుతుంది. అవి క్రింద చర్చించబడ్డాయి.
1. బ్రాడ్‌బ్యాండ్ మరియు మల్టీ-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంటెనాలు
l పొడవుతో ఒక సాధారణ TLలో, కోణీయ పౌనఃపున్యం ω0 ఇచ్చినప్పుడు, ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ యొక్క విద్యుత్ పొడవు (లేదా దశ) ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది:
ఇక్కడ vp ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ యొక్క దశ వేగాన్ని సూచిస్తుంది. పై నుండి చూడగలిగినట్లుగా, బ్యాండ్‌విడ్త్ సమూహ ఆలస్యంకి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఇది ఫ్రీక్వెన్సీకి సంబంధించి φ యొక్క ఉత్పన్నం. అందువల్ల, ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ పొడవు తక్కువగా మారడంతో, బ్యాండ్‌విడ్త్ కూడా విస్తృతమవుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ యొక్క ప్రాథమిక దశ మధ్య విలోమ సంబంధం ఉంది, ఇది డిజైన్ నిర్దిష్టంగా ఉంటుంది. సాంప్రదాయ డిస్ట్రిబ్యూట్ సర్క్యూట్‌లలో, ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ నియంత్రించడం సులభం కాదని ఇది చూపిస్తుంది. ఇది స్వేచ్ఛా స్థాయిల పరంగా సాంప్రదాయ ప్రసార మార్గాల పరిమితులకు కారణమని చెప్పవచ్చు. అయినప్పటికీ, లోడింగ్ మూలకాలు మెటామెటీరియల్ TLలలో అదనపు పారామితులను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తాయి మరియు దశ ప్రతిస్పందనను కొంత వరకు నియంత్రించవచ్చు. బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను పెంచడానికి, డిస్పర్షన్ లక్షణాల యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమీపంలో ఇదే వాలును కలిగి ఉండటం అవసరం. కృత్రిమ మెటామెటీరియల్ TL ఈ లక్ష్యాన్ని సాధించగలదు. ఈ విధానం ఆధారంగా, యాంటెన్నాల బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను పెంచడానికి అనేక పద్ధతులు పేపర్‌లో ప్రతిపాదించబడ్డాయి. పండితులు స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌లతో లోడ్ చేయబడిన రెండు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ యాంటెన్నాలను రూపొందించారు మరియు రూపొందించారు (మూర్తి 7 చూడండి). మూర్తి 7లో చూపిన ఫలితాలు సాంప్రదాయిక మోనోపోల్ యాంటెన్నాతో స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌ను లోడ్ చేసిన తర్వాత, తక్కువ ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ మోడ్ ఉత్తేజితమైందని చూపిస్తుంది. స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్ యొక్క పరిమాణం మోనోపోల్ యాంటెన్నాకు దగ్గరగా ఉన్న ప్రతిధ్వనిని సాధించడానికి ఆప్టిమైజ్ చేయబడింది. రెండు ప్రతిధ్వనిలు కలిసినప్పుడు, యాంటెన్నా యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు రేడియేషన్ లక్షణాలు పెరుగుతాయని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. మోనోపోల్ యాంటెన్నా యొక్క పొడవు మరియు వెడల్పు వరుసగా 0.25λ0×0.11λ0 మరియు 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz), మరియు స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌తో లోడ్ చేయబడిన మోనోపోల్ యాంటెన్నా పొడవు మరియు వెడల్పు 0.29λ0×0.29λ0.21 ), వరుసగా. స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్ లేకుండా సాంప్రదాయ F-ఆకారపు యాంటెన్నా మరియు T-ఆకారపు యాంటెన్నా కోసం, 5GHz బ్యాండ్‌లో అత్యధిక లాభం మరియు రేడియేషన్ సామర్థ్యం వరుసగా 3.6dBi - 78.5% మరియు 3.9dBi - 80.2%. స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌తో లోడ్ చేయబడిన యాంటెన్నా కోసం, ఈ పారామితులు 6GHz బ్యాండ్‌లో వరుసగా 4dBi - 81.2% మరియు 4.4dBi - 83%. మోనోపోల్ యాంటెన్నాపై సరిపోలే లోడ్‌గా స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌ని అమలు చేయడం ద్వారా, 2.9GHz ~ 6.41GHz మరియు 2.6GHz ~ 6.6GHz బ్యాండ్‌లు వరుసగా 75.4% మరియు ~87% ఫ్రాక్షనల్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌లకు అనుగుణంగా సపోర్ట్ చేయవచ్చు. ఈ ఫలితాలు కొలత బ్యాండ్‌విడ్త్ సుమారుగా 2.4 రెట్లు మరియు 2.11 రెట్లు మెరుగుపడినట్లు చూపుతున్నాయి, సుమారుగా స్థిర పరిమాణంలో ఉన్న సాంప్రదాయ మోనోపోల్ యాంటెన్నాలతో పోలిస్తే.
మూర్తి 7. స్ప్లిట్-రింగ్ రెసొనేటర్‌లతో లోడ్ చేయబడిన రెండు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ యాంటెన్నాలు.
మూర్తి 8లో చూపినట్లుగా, కాంపాక్ట్ ప్రింటెడ్ మోనోపోల్ యాంటెన్నా యొక్క ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చూపబడ్డాయి. S11≤- 10 dB ఉన్నప్పుడు, ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ 185% (0.115-2.90 GHz), మరియు 1.45 GHz వద్ద, గరిష్ట లాభం మరియు రేడియేషన్ సామర్థ్యం వరుసగా 2.35 dBi మరియు 78.8%. యాంటెన్నా యొక్క లేఅవుట్ బ్యాక్-టు-బ్యాక్ త్రిభుజాకార షీట్ నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంటుంది, ఇది కర్విలినియర్ పవర్ డివైడర్ ద్వారా అందించబడుతుంది. కత్తిరించబడిన GND ఫీడర్ కింద ఉంచబడిన సెంట్రల్ స్టబ్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని చుట్టూ నాలుగు ఓపెన్ రెసొనెంట్ రింగ్‌లు పంపిణీ చేయబడతాయి, ఇది యాంటెన్నా యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను విస్తృతం చేస్తుంది. యాంటెన్నా దాదాపు అన్ని దిశలలో ప్రసరిస్తుంది, చాలా వరకు VHF మరియు S బ్యాండ్‌లు మరియు అన్ని UHF మరియు L బ్యాండ్‌లను కవర్ చేస్తుంది. యాంటెన్నా యొక్క భౌతిక పరిమాణం 48.32×43.72×0.8 mm3, మరియు విద్యుత్ పరిమాణం 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0. ఇది చిన్న పరిమాణం మరియు తక్కువ ధర యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లలో సంభావ్య అప్లికేషన్ అవకాశాలను కలిగి ఉంది.
మూర్తి 8: మోనోపోల్ యాంటెన్నా స్ప్లిట్ రింగ్ రెసొనేటర్‌తో లోడ్ చేయబడింది.
మూర్తి 9 రెండు వయాస్ ద్వారా కత్తిరించబడిన T-ఆకారపు గ్రౌండ్ ప్లేన్‌కి గ్రౌన్దేడ్ చేయబడిన రెండు జతల ఇంటర్‌కనెక్టడ్ మెండర్ వైర్ లూప్‌లతో కూడిన ప్లానర్ యాంటెన్నా నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. యాంటెన్నా పరిమాణం 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), ఇక్కడ λ0 అనేది 0.55 GHz యొక్క ఖాళీ తరంగదైర్ఘ్యం. యాంటెన్నా 0.55 ~ 3.85 GHz ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో E-ప్లేన్‌లో సర్వ దిశలో ప్రసరిస్తుంది, గరిష్టంగా 2.35GHz వద్ద 5.5dBi లాభం మరియు 90.1% సామర్థ్యం. ఈ ఫీచర్‌లు UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi మరియు బ్లూటూత్‌తో సహా పలు అప్లికేషన్‌లకు ప్రతిపాదిత యాంటెన్నాను అనువుగా చేస్తాయి.
అంజీర్ 9 ప్రతిపాదిత ప్లానర్ యాంటెన్నా నిర్మాణం.
2. లీకీ వేవ్ యాంటెన్నా (LWA)
కొత్త లీకీ వేవ్ యాంటెన్నా అనేది కృత్రిమ మెటామెటీరియల్ TLని గ్రహించే ప్రధాన అప్లికేషన్‌లలో ఒకటి. లీకీ వేవ్ యాంటెన్నాల కోసం, రేడియేషన్ కోణం (θm) మరియు గరిష్ట పుంజం వెడల్పు (Δθ)పై దశ స్థిరాంకం β ప్రభావం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
L అనేది యాంటెన్నా పొడవు, k0 అనేది ఖాళీ స్థలంలో తరంగ సంఖ్య మరియు λ0 అనేది ఖాళీ స్థలంలో తరంగదైర్ఘ్యం. రేడియేషన్ |β| ఉన్నప్పుడు మాత్రమే సంభవిస్తుందని గమనించండి
3. జీరో-ఆర్డర్ రెసొనేటర్ యాంటెన్నా
CRLH మెటామెటీరియల్ యొక్క ప్రత్యేక లక్షణం ఏమిటంటే, ఫ్రీక్వెన్సీ సున్నాకి సమానంగా లేనప్పుడు β 0 కావచ్చు. ఈ ప్రాపర్టీ ఆధారంగా, కొత్త జీరో-ఆర్డర్ రెసొనేటర్ (ZOR)ని రూపొందించవచ్చు. β సున్నా అయినప్పుడు, మొత్తం రెసొనేటర్‌లో దశల మార్పు జరగదు. దీనికి కారణం ఫేజ్ షిఫ్ట్ స్థిరాంకం φ = - βd = 0. అదనంగా, ప్రతిధ్వని రియాక్టివ్ లోడ్‌పై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు నిర్మాణం యొక్క పొడవుతో సంబంధం లేకుండా ఉంటుంది. ప్రతిపాదిత యాంటెన్నా E-ఆకారంతో రెండు మరియు మూడు యూనిట్లను వర్తింపజేయడం ద్వారా రూపొందించబడిందని మూర్తి 10 చూపిస్తుంది మరియు మొత్తం పరిమాణం 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 మరియు 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0,001λవ తరంగాని సూచిస్తుంది. వరుసగా 500 MHz మరియు 650 MHz ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలలో ఖాళీ స్థలం. యాంటెన్నా 91.9% మరియు 96.0% సాపేక్ష బ్యాండ్‌విడ్త్‌లతో 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) మరియు 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) ఫ్రీక్వెన్సీలలో పనిచేస్తుంది. చిన్న పరిమాణం మరియు విస్తృత బ్యాండ్‌విడ్త్ లక్షణాలతో పాటు, మొదటి మరియు రెండవ యాంటెన్నాల లాభం మరియు సామర్థ్యం వరుసగా 5.3dBi మరియు 85% (1GHz) మరియు 5.7dBi మరియు 90% (1.4GHz).
Fig. 10 ప్రతిపాదిత డబుల్-E మరియు ట్రిపుల్-E యాంటెన్నా నిర్మాణాలు.
4. స్లాట్ యాంటెన్నా
CRLH-MTM యాంటెన్నా యొక్క ఎపర్చరును విస్తరించడానికి ఒక సాధారణ పద్ధతి ప్రతిపాదించబడింది, అయితే దాని యాంటెన్నా పరిమాణం దాదాపుగా మారదు. మూర్తి 11లో చూపినట్లుగా, యాంటెన్నా ఒకదానిపై ఒకటి నిలువుగా పేర్చబడిన CRLH యూనిట్లను కలిగి ఉంటుంది, ఇందులో పాచెస్ మరియు మెండర్ లైన్‌లు ఉంటాయి మరియు ప్యాచ్‌పై S- ఆకారపు స్లాట్ ఉంది. యాంటెన్నా CPW మ్యాచింగ్ స్టబ్ ద్వారా అందించబడుతుంది మరియు దాని పరిమాణం 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm, 0.204λ0×0.375λ0×0.018λ0కి అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ λ0 (3.5GHz) ఖాళీ స్థలం తరంగదైర్ఘ్యాన్ని సూచిస్తుంది. యాంటెన్నా 0.85-7.90GHz ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో పనిచేస్తుందని మరియు దాని ఆపరేటింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ 161.14% అని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. యాంటెన్నా యొక్క అత్యధిక రేడియేషన్ లాభం మరియు సామర్థ్యం 3.5GHz వద్ద కనిపిస్తాయి, అవి వరుసగా 5.12dBi మరియు ~80%.
Fig. 11 ప్రతిపాదిత CRLH MTM స్లాట్ యాంటెన్నా.
యాంటెన్నాల గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, దయచేసి సందర్శించండి:
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-30-2024
