သတင်း - သတ္တုပစ္စည်းများအပေါ်အခြေခံ၍ ဂီယာလိုင်းအင်တင်နာများ ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်း (အပိုင်း 2)

2. Antenna စနစ်များတွင် MTM-TL ကို အသုံးပြုခြင်း။
ဤကဏ္ဍသည် ကုန်ကျစရိတ်နည်းသော၊ ထုတ်လုပ်ရလွယ်ကူသော၊ အသေးစားပြုလုပ်ခြင်း၊ ကျယ်ပြန့်သောဘန်းဝဒ်၊ မြင့်မားသောအမြတ်အစွန်းနှင့် ထိရောက်မှု၊ ကျယ်ပြန့်သောစကင်န်ဖတ်နိုင်မှုနှင့် ပရိုဖိုင်နည်းပါးသော အမျိုးမျိုးသော အင်တင်နာဖွဲ့စည်းပုံကို နားလည်စေရန်အတွက် အတု metamaterial TLs နှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးအများဆုံးနှင့် သက်ဆိုင်သည့် အပလီကေးရှင်းအချို့ကို အာရုံစိုက်ပါမည်။ အောက်မှာ ဆွေးနွေးထားပါတယ်။

1. Broadband နှင့် multi-frequency အင်တင်နာများ
l အရှည်ရှိသော ပုံမှန် TL တွင်၊ angular frequency ω0 ကို ပေးသောအခါ၊ သွယ်တန်းထားသော လျှပ်စစ်အလျား (သို့မဟုတ် အဆင့်) ကို အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်နိုင်သည်-

vp သည် ဂီယာလိုင်း၏ အဆင့်အလျင်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ အထက်မှတွေ့မြင်နိုင်သည်အတိုင်း၊ bandwidth သည် frequency နှင့်စပ်လျဉ်း၍ φ ၏ဆင်းသက်လာသောအုပ်စုနှောင့်နှေးမှုနှင့်နီးကပ်စွာဆက်စပ်နေသည်။ ထို့ကြောင့် လိုင်းအလျားပိုတိုလာသည်နှင့်အမျှ bandwidth လည်း ပိုကျယ်လာသည်။ တစ်နည်းဆိုရသော်၊ ဒီဇိုင်းအတိအကျဖြစ်သည့် ဂီယာလိုင်း၏ အခြေခံအဆင့်နှင့် bandwidth အကြား ပြောင်းပြန်ဆက်နွယ်မှုရှိသည်။ ၎င်းသည် သမားရိုးကျ ဖြန့်ဝေထားသော ဆားကစ်များတွင် လည်ပတ်မှု လှိုင်းနှုန်းကို ထိန်းချုပ်ရန် မလွယ်ကူကြောင်း ပြသသည်။ ယင်းသည် လွတ်လပ်မှုဒီဂရီသတ်မှတ်ချက်များတွင် သမားရိုးကျ ဂီယာလိုင်းများ၏ ကန့်သတ်ချက်များကြောင့်ဟု ယူဆနိုင်သည်။ သို့ရာတွင်၊ ဒြပ်စင်များတင်ခြင်းတွင် metamaterial TLs များတွင် အပိုဘောင်များကို အသုံးပြုခွင့်ပေးပြီး အဆင့်တုံ့ပြန်မှုကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ bandwidth ကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက်၊ dispersion လက္ခဏာများ၏ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းအနီးတွင် အလားတူ လျှောစောက်ရှိရန် လိုအပ်ပါသည်။ သတ္တုအတု TL သည် ဤပန်းတိုင်ကို အောင်မြင်နိုင်သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုအပေါ်အခြေခံ၍ အင်တာနာများ၏ bandwidth ကိုမြှင့်တင်ရန်နည်းလမ်းများစွာကိုစာတမ်းတွင်အဆိုပြုထားသည်။ ပညာရှင်များသည် ခွဲလက်စွပ် ပဲ့တင်သံများဖြင့် တင်ဆောင်ထားသော ဘရော့ဘန်း အင်တာနာ နှစ်ခုကို ဒီဇိုင်းဆွဲပြီး တီထွင်ဖန်တီးခဲ့သည် (ပုံ 7 ကိုကြည့်ပါ)။ ပုံ 7 တွင်ပြသထားသည့် ရလဒ်များက သမားရိုးကျ မိုနိုပိုလီအင်တင်နာဖြင့် ခွဲထွက်သံပြန်ကြားစက်အား ပဲ့တင်ထပ်သည့် လှိုင်းနှုန်းမုဒ်ကို မြှင့်တင်ပြီးနောက်၊ မိုနိုပိုလီအင်တင်နာနှင့် နီးစပ်သော ပဲ့တင်ထပ်သံကို ရရှိရန် ခွဲလက်စွပ် ပဲ့တင်သံ၏ အရွယ်အစားကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်ထားသည်။ ပဲ့တင်ထပ်သံနှစ်ခု ဆုံစည်းသောအခါတွင် အင်တင်နာ၏ bandwidth နှင့် radiation လက္ခဏာများ တိုးလာသည်ကို တွေ့ရပါသည်။ မိုနိုပိုလီအင်တင်နာ၏ အလျားနှင့် အကျယ်မှာ 0.25λ0×0.11λ0 နှင့် 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz) အသီးသီးရှိပြီး ခွဲခြမ်းသံပြန်ကြားစက်ဖြင့် တင်ဆောင်ထားသော မိုနိုပိုလီအင်တင်နာ၏ အလျားနှင့် အကျယ်မှာ 0.29λ0×0.21λ0 (2.9GHz) ) အသီးသီး။ သမားရိုးကျ F-shaped အင်တင်နာနှင့် T-shaped အင်တင်နာများအတွက်၊ 5GHz လှိုင်းနှုန်းတွင် တိုင်းတာနိုင်သော အမြင့်ဆုံးရရှိမှုနှင့် ဓာတ်ရောင်ခြည်ထိရောက်မှုမှာ 3.6dBi - 78.5% နှင့် 3.9dBi - 80.2% အသီးသီးဖြစ်သည်။ ခွဲခြမ်းအသံပြန်ကြားစက်ဖြင့် တင်ဆောင်ထားသော အင်တင်နာအတွက်၊ ဤကန့်သတ်ချက်များသည် 4dBi - 81.2% နှင့် 4.4dBi - 83% အသီးသီးဖြစ်ပြီး 6GHz ကြိုးဝိုင်းတွင် ဖြစ်သည်။ မိုနိုပိုလီအင်တင်နာတွင် ကိုက်ညီသည့်ဝန်အဖြစ် ခွဲခြမ်းအသံပြန်ကြားစက်ကို အကောင်အထည်ဖော်ခြင်းဖြင့်၊ 2.9GHz ~ 6.41GHz နှင့် 2.6GHz ~ 6.6GHz လှိုင်းများကို ပံ့ပိုးနိုင်ပြီး၊ အပိုင်းကိန်းလှိုင်းနှုန်း 75.4% နှင့် ~ 87% အသီးသီးရှိနိုင်ပါသည်။ ဤရလဒ်များက ပုံသေအရွယ်အစားရှိသော ရိုးရိုးမိုနိုပိုလီအင်တင်နာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 2.4 ဆ နှင့် 2.11 ဆ တိုးတက်လာကြောင်း ဤရလဒ်များက ပြသသည်။

ပုံ 7။ split-ring resonators ပါရှိသော ဘရော့ဒ်ဘန်းအင်တင်နာနှစ်ခု။

ပုံ 8 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ကျစ်လစ်သောပုံနှိပ်ထားသောမိုနိုပိုလီအင်တင်နာ၏စမ်းသပ်မှုရလဒ်များကိုပြသထားသည်။ S11≤- 10 dB တွင်၊ လည်ပတ်မှု လှိုင်းနှုန်းမှာ 185% (0.115-2.90 GHz) ဖြစ်ပြီး 1.45 GHz တွင် အထွတ်အထိပ် အမြတ်နှင့် ဓာတ်ရောင်ခြည် ထိရောက်မှုသည် 2.35 dBi နှင့် 78.8% အသီးသီးရှိသည်။ အင်တင်နာ၏ အပြင်အဆင်သည် curvilinear power divider ဖြင့် ကျွေးသော back-to-back တြိဂံစာရွက်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဆင်တူသည်။ ဖြတ်တောက်ထားသော GND တွင် feeder အောက်တွင် အလယ်ဗဟိုခွဲတစ်ခုပါရှိပြီး ၎င်းအနီးတစ်ဝိုက်တွင် အဖွင့် ပဲ့တင်ထပ်သည့်ကွင်းလေးခုကို ဖြန့်ဝေပေးကာ အင်တင်နာ၏ bandwidth ကို ကျယ်စေပါသည်။ အင်တင်နာသည် VHF နှင့် S band အများစုနှင့် UHF နှင့် L bands အားလုံးကို လွှမ်းခြုံကာ omnidirectionally နီးပါးဖြာထွက်သည်။ အင်တင်နာ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရွယ်အစားမှာ 48.32×43.72×0.8 mm3 ဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်အရွယ်အစားမှာ 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0 ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် သေးငယ်သောအရွယ်အစားနှင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာခြင်း၏ အားသာချက်များရှိပြီး broadband ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် အသုံးချနိုင်သည့်အလားအလာများရှိသည်။

ပုံ 8- ခွဲခြမ်းသံပြန်ကြားစက်ဖြင့် တင်ဆောင်ထားသော မိုနိုပိုလီအင်တင်နာ။

ပုံ 9 တွင် လမ်းကြောင်းနှစ်ခုမှတဆင့် ဖြတ်ထားသော T-shaped မြေပြင်လေယာဉ်ဆီသို့ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ထားသော ဝိုင်ယာကြိုးများ အတွဲနှစ်တွဲပါရှိသော မျဉ်းသားအင်တင်နာဖွဲ့စည်းပုံကို ပြထားသည်။ အင်တင်နာအရွယ်အစားသည် 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0) ဖြစ်ပြီး λ0 သည် နေရာလွတ်လှိုင်းအလျား 0.55 GHz ဖြစ်သည်။ အင်တင်နာသည် လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်း 0.55 ~ 3.85 GHz တွင် E-plane တွင် omnidirectional ကိုဖြာထွက်ပြီး အမြင့်ဆုံး 5.5dBi 2.35GHz နှင့် ထိရောက်မှု 90.1% ရှိသည်။ ဤအင်္ဂါရပ်များသည် UHF RFID၊ GSM 900၊ GPS၊ KPCS၊ DCS၊ IMT-2000၊ WiMAX၊ WiFi နှင့် Bluetooth အပါအဝင် အမျိုးမျိုးသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အဆိုပြုထားသော အင်တင်နာကို သင့်လျော်စေသည်။

ပုံ 9 အဆိုပြုထားသော Planar အင်တင်နာဖွဲ့စည်းပုံ။

2. Leaky Wave Antenna (LWA)
ယိုစိမ့်နေသော လှိုင်းအင်တင်နာအသစ်သည် အတု metamaterial TL ကို သိရှိနိုင်စေရန်အတွက် အဓိကအပလီကေးရှင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ယိုစိမ့်နေသော လှိုင်းအင်တင်နာများအတွက်၊ ဓာတ်ရောင်ခြည်ထောင့် (θm) နှင့် အမြင့်ဆုံးအလင်းတန်းအကျယ် (Δθ) ပေါ်ရှိ အဆင့်အဆက်မပြတ် β ၏အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-

L သည် အင်တင်နာအရှည်ဖြစ်ပြီး k0 သည် နေရာလွတ်ရှိ လှိုင်းနံပါတ်ဖြစ်ပြီး λ0 သည် နေရာလွတ်ရှိ လှိုင်းအလျားဖြစ်သည်။ ဓါတ်ရောင်ခြည်သည် |β| ရှိမှသာ ဖြစ်ပေါ်လာသည်ကို သတိပြုပါ။

3. Zero-order resonator အင်တင်နာ
CRLH metamaterial ၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိမှာ frequency သုညနှင့်မညီသောအခါ β သည် 0 ဖြစ်နိုင်ပါသည်။ ဤပိုင်ဆိုင်မှုအပေါ်အခြေခံ၍ သုညအမှာစာပြန်ဆိုစနစ်အသစ် (ZOR) ကို ထုတ်ပေးနိုင်သည်။ β သည် သုညဖြစ်သောအခါ၊ resonator တစ်ခုလုံးတွင် အဆင့်ပြောင်းခြင်းမရှိပါ။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အဆင့်သည် အဆက်မပြတ် φ = - βd = 0 သို့ပြောင်းသွားသောကြောင့် ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ ပဲ့တင်ထပ်မှုသည် ဓာတ်ပြုမှုဝန်ပေါ်တွင်သာ မူတည်ပြီး ဖွဲ့စည်းပုံ၏ အရှည်နှင့် ကင်းကွာသောကြောင့် ဖြစ်သည်။ ပုံ 10 တွင် အဆိုပြုထားသော အင်တင်နာအား E-shape ဖြင့် ယူနစ် နှစ်ခုနှင့် သုံးယူနစ်ကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ဖန်တီးထုတ်လုပ်ထားကြောင်း၊ စုစုပေါင်းအရွယ်အစားမှာ 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 နှင့် 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0 အသီးသီးရှိသည့် waveleng ကို ကိုယ်စားပြုပါသည်။ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းများတွင် နေရာလွတ်များ 500 MHz နှင့် 650 MHz အသီးသီးရှိသည်။ အင်တင်နာသည် 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) နှင့် 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) လှိုင်းနှုန်းများ 91.9% နှင့် 96.0% ဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ သေးငယ်သောအရွယ်အစားနှင့် ကျယ်ပြန့်သော bandwidth ၏ဝိသေသများအပြင် ပထမနှင့်ဒုတိယအင်တင်နာများ၏ အမြတ်နှင့် ထိရောက်မှုသည် 5.3dBi နှင့် 85% (1GHz) နှင့် 5.7dBi နှင့် 90% (1.4GHz) အသီးသီးရှိသည်။

ပုံ 10 အဆိုပြုထားသည့် double-E နှင့် triple-E အင်တင်နာတည်ဆောက်ပုံများ။

4. အပေါက်အင်တင်နာ
CRLH-MTM အင်တင်နာ၏ အလင်းဝင်ပေါက်ကိုချဲ့ရန် ရိုးရှင်းသောနည်းလမ်းကို အဆိုပြုထားသော်လည်း ၎င်း၏အင်တင်နာအရွယ်အစားမှာ မပြောင်းလဲလုနီးပါးဖြစ်သည်။ ပုံ 11 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ အင်တင်နာတွင် ဖာထေးမှုများနှင့် ကောက်ကြောင်းမျဉ်းများပါရှိသော တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဒေါင်လိုက်စီထားသော CRLH ယူနစ်များ ပါဝင်ပြီး patch ပေါ်တွင် S-shaped slot တစ်ခုပါရှိသည်။ အင်တင်နာကို CPW ကိုက်ညီသော ပင်တိုင်ဖြင့် ကျွေးမွေးပြီး ၎င်း၏အရွယ်အစားမှာ 17.5 mm × 32.15 mm × 1.6 mm ဖြစ်ပြီး 0.204λ0×0.375λ0×0.018λ0၊ λ0 (3.5GHz) သည် နေရာလွတ်၏ လှိုင်းအလျားကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ရလဒ်များအရ အင်တင်နာသည် လှိုင်းနှုန်း 0.85-7.90GHz တွင် လည်ပတ်နေပြီး ၎င်း၏ လည်ပတ်မှု လှိုင်းနှုန်းမှာ 161.14% ဖြစ်ကြောင်း ပြသထားသည်။ အင်တင်နာ၏ အမြင့်ဆုံး ရောင်ခြည်ဖြာထွက်မှုနှင့် ထိရောက်မှုမှာ 5.12dBi နှင့် ~80% အသီးသီးဖြစ်သည့် 3.5GHz တွင် ပေါ်လာသည်။