Сымсыз құрылғылардың танымалдылығының артуына байланысты деректер қызметтері жедел дамудың жаңа кезеңіне кірді, сонымен қатар деректер қызметтерінің қарқынды өсуі ретінде белгілі. Қазіргі уақытта көптеген қосымшалар компьютерлерден нақты уақытта тасымалдауға және басқаруға оңай ұялы телефондар сияқты сымсыз құрылғыларға біртіндеп көшуде, бірақ бұл жағдай деректер трафигінің тез өсуіне және өткізу қабілеті ресурстарының тапшылығына әкелді. . Статистикаға сәйкес, нарықтағы деректер жылдамдығы алдағы 10-15 жылда Гбит/с немесе тіпті Тбит/с жетуі мүмкін. Қазіргі уақытта THz байланысы Gbps деректер жылдамдығына жетті, ал Tbps деректер жылдамдығы әлі дамудың бастапқы сатысында. Қатысты қағазда ТГц диапазонына негізделген Гбит/с деректер жылдамдығындағы соңғы прогресс тізімі берілген және Тбит/с поляризацияны мультиплекстеу арқылы алуға болатынын болжайды. Сондықтан деректерді беру жылдамдығын арттыру үшін мүмкін болатын шешім микротолқындар мен инфрақызыл сәулелер арасындағы «бос аймақта» орналасқан терагерц диапазоны болып табылатын жаңа жиілік жолағын әзірлеу болып табылады. 2019 жылы ITU Дүниежүзілік радиобайланыс конференциясында (ДРК-19) тіркелген және жердегі ұялы байланыс қызметтері үшін 275-450 ГГц жиілік диапазоны қолданылды. Терагерц сымсыз байланыс жүйелері көптеген зерттеушілердің назарын аударғанын көруге болады.
Терагерц электромагниттік толқындары әдетте толқын ұзындығы 0,03-3 мм болатын 0,1-10THz (1THz=1012Гц) жиілік диапазоны ретінде анықталады. IEEE стандартына сәйкес терагерц толқындары 0,3-10 ТГц ретінде анықталады. 1-суретте терагерц жиілік диапазоны микротолқындар мен инфрақызыл сәулелер арасында екенін көрсетеді.
1-сурет ТГц жиілік диапазонының схемалық диаграммасы.
Терагерц антенналарының дамуы
Терагерц зерттеулері 19 ғасырда басталғанымен, ол кезде дербес сала ретінде зерттелмеген. Терагерц сәулеленуін зерттеу негізінен алыс инфрақызыл диапазонға бағытталған. Тек 20 ғасырдың ортасынан аяғына дейін зерттеушілер миллиметрлік толқынды зерттеуді терагерц диапазонына дейін алға жылжытып, арнайы терагерц технологиясы бойынша зерттеулер жүргізе бастады.
1980 жылдары терагерц сәулелену көздерінің пайда болуы терагерц толқындарын практикалық жүйелерде қолдануға мүмкіндік берді. 21 ғасырдан бастап сымсыз байланыс технологиясы қарқынды дамып, адамдардың ақпаратқа деген сұранысы мен байланыс құралдарының артуы байланыс деректерін беру жылдамдығына қатаң талаптар қойды. Сондықтан, болашақ коммуникациялық технологияның міндеттерінің бірі бір жерде секундына гигабиттік жоғары деректер жылдамдығымен жұмыс істеу болып табылады. Қазіргі экономикалық даму жағдайында спектр ресурстары барған сайын тапшы бола бастады. Дегенмен, адамның байланыс мүмкіндігі мен жылдамдығына қойылатын талаптары шексіз. Спектрдің кептелу мәселесі үшін көптеген компаниялар кеңістіктік мультиплекстеу арқылы спектрдің тиімділігін және жүйе сыйымдылығын жақсарту үшін көп кірісті көп шығыс (MIMO) технологиясын пайдаланады. 5G желілерінің дамуымен әрбір пайдаланушының деректерге қосылу жылдамдығы Гбит/с-тан асады, ал базалық станциялардың деректер трафигі де айтарлықтай артады. Дәстүрлі миллиметрлік толқындық байланыс жүйелері үшін микротолқынды байланыстар бұл үлкен деректер ағындарын өңдей алмайды. Сонымен қатар, көру желісінің әсерінен инфрақызыл байланыстың берілу қашықтығы қысқа және оның байланыс жабдығының орны бекітілген. Сондықтан микротолқындар мен инфрақызыл толқындар арасында орналасқан THz толқындарын THz сілтемелерін пайдалану арқылы жоғары жылдамдықты байланыс жүйелерін құру және деректерді беру жылдамдығын арттыру үшін пайдалануға болады.
Терагерц толқындары кеңірек байланыс жолағын қамтамасыз ете алады және оның жиілік диапазоны ұялы байланысқа қарағанда шамамен 1000 есе. Сондықтан ультра жоғары жылдамдықты сымсыз байланыс жүйелерін құру үшін THz пайдалану көптеген зерттеу топтары мен салалардың қызығушылығын тудырған деректердің жоғары жылдамдықтары мәселесіне перспективалы шешім болып табылады. 2017 жылдың қыркүйегінде IEEE 802.15.3d-2017 бірінші THz сымсыз байланыс стандарты шығарылды, ол 252-325 ГГц төменгі ТГц жиілік диапазонында нүктеден нүктеге деректер алмасуды анықтайды. Сілтеменің альтернативті физикалық деңгейі (PHY) әртүрлі өткізу жолақтарында 100 Гбит/с дейінгі деректер жылдамдығына қол жеткізе алады.
Бірінші табысты 0,12 ТГц ТГц байланыс жүйесі 2004 жылы құрылды, ал 0,3 ТГц байланыс жүйесі 2013 жылы іске асырылды. 1-кестеде 2004 жылдан 2013 жылға дейінгі Жапониядағы терагерц байланыс жүйелерін зерттеу барысы келтірілген.
1-кесте 2004 жылдан 2013 жылға дейінгі Жапониядағы терагерц байланыс жүйелерін зерттеу барысы
2004 жылы жасалған байланыс жүйесінің антенна құрылымын 2005 жылы Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) егжей-тегжейлі сипаттады. Антенна конфигурациясы 2-суретте көрсетілгендей екі жағдайда енгізілді.
2-сурет Жапонияның NTT 120 ГГц сымсыз байланыс жүйесінің схемалық диаграммасы
Жүйе фотоэлектрлік түрлендіру мен антеннаны біріктіреді және екі жұмыс режимін қабылдайды:
1. Жақын қашықтықтағы ішкі ортада үй ішінде пайдаланылатын жазық антенна таратқышы 2(а)-суретте көрсетілгендей бір сызықты тасымалдаушы фотодиод (UTC-PD) чипінен, жазық ұяшық антеннасынан және кремний линзасынан тұрады.
2. Ұзақ қашықтықтағы сыртқы ортада үлкен беріліс жоғалтуының және детектордың төмен сезімталдығының әсерін жақсарту үшін таратқыш антеннада жоғары күшейту болуы керек. Қолданыстағы терагерц антеннасы 50 дБи-ден астам күшейту бар Гаусс оптикалық линзасын пайдаланады. Беріліс мүйізі мен диэлектрлік линзаның комбинациясы 2(b) суретте көрсетілген.
0,12 ТГц байланыс жүйесін әзірлеумен қатар, NTT 2012 жылы 0,3 ТГц байланыс жүйесін де әзірледі. Үздіксіз оңтайландыру арқылы беру жылдамдығы 100 Гбит/с дейін жоғары болуы мүмкін. 1-кестеден көріп отырғанымыздай, терагерц байланысының дамуына үлкен үлес қосты. Дегенмен, қазіргі ғылыми-зерттеу жұмыстарының кемшіліктері төмен жұмыс жиілігі, үлкен көлемді және жоғары құны бар.
Қазіргі уақытта қолданылатын терагерц антенналарының көпшілігі миллиметрлік толқын антенналарынан өзгертілген, ал терагерц антенналарында жаңашылдық аз. Сондықтан терагерц байланыс жүйелерінің жұмысын жақсарту үшін терагерц антенналарын оңтайландыру маңызды міндет болып табылады. 2-кестеде неміс THz байланысын зерттеу барысы келтірілген. 3 (а) суретте фотоника мен электрониканы біріктіретін THz сымсыз байланыс жүйесі көрсетілген. 3 (b) суретте жел туннелін сынау көрінісі көрсетілген. Германиядағы қазіргі ғылыми-зерттеу жағдайына қарағанда, оның зерттеулері мен әзірлемелерінің төмен жұмыс жиілігі, жоғары құны және төмен тиімділігі сияқты кемшіліктері бар.
2-кесте Германиядағы THz байланысын зерттеу барысы
3-сурет Жел туннелін сынау көрінісі
CSIRO АКТ орталығы сонымен қатар THz жабық сымсыз байланыс жүйелерін зерттеуге кірісті. Орталық 4-суретте көрсетілгендей жыл мен байланыс жиілігі арасындағы байланысты зерттеді. 4-суреттен көріп отырғанымыздай, 2020 жылға қарай сымсыз байланыс бойынша зерттеулер THz диапазонына ұмтылады. Радио спектрін пайдаланатын максималды байланыс жиілігі әрбір жиырма жыл сайын шамамен он есе артады. Орталық THz антенналарына қойылатын талаптар бойынша ұсыныстар жасады және THz байланыс жүйелеріне арналған мүйіздер мен линзалар сияқты дәстүрлі антенналарды ұсынды. 5-суретте көрсетілгендей, екі мүйізді антенна сәйкесінше 0,84 Гц және 1,7 Гц жиілікте жұмыс істейді, құрылымы қарапайым және Гаусс сәулесінің жақсы өнімділігімен.
4-сурет Жыл мен жиілік арасындағы байланыс
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
5-сурет Мүйізді антенналардың екі түрі
Америка Құрама Штаттары терагерц толқындарын шығару және анықтау бойынша ауқымды зерттеулер жүргізді. Атақты терагерц зерттеу зертханаларына реактивті қозғалыс зертханасы (JPL), Стэнфордтың сызықтық үдеткіш орталығы (SLAC), АҚШ ұлттық зертханасы (LLNL), Ұлттық аэронавтика және ғарыш басқармасы (NASA), Ұлттық ғылым қоры (NSF) және т.б. Терагерц қолданбалары үшін жаңа терагерц антенналары әзірленді, мысалы, бантик антенналары және жиілік сәулесінің рульдік антенналары. Терагерц антенналарының дамуына сәйкес біз қазіргі уақытта 6-суретте көрсетілгендей терагерц антенналары үшін үш негізгі дизайн идеясын ала аламыз.
6-сурет Терагерц антенналарына арналған үш негізгі дизайн идеясы
Жоғарыда келтірілген талдау көптеген елдер терагерц антенналарына үлкен көңіл бөлгенімен, ол әлі де бастапқы барлау және дамыту сатысында екенін көрсетеді. Таралудың жоғары жоғалуы мен молекулалық сіңірілуіне байланысты THz антенналары әдетте тарату қашықтығымен және қамтуымен шектеледі. Кейбір зерттеулер THz диапазонындағы төменгі жұмыс жиіліктеріне назар аударады. Қолданыстағы терагерц антеннасын зерттеу негізінен диэлектрлік линза антенналарын және т.б. пайдалану арқылы пайданы жақсартуға және сәйкес алгоритмдерді қолдану арқылы байланыс тиімділігін арттыруға бағытталған. Сонымен қатар, терагерц антеннасының орамының тиімділігін қалай жақсартуға болатыны да өте өзекті мәселе болып табылады.
Жалпы THz антенналары
THz антенналарының көптеген түрлері бар: конустық қуыстары бар дипольді антенналар, бұрыштық рефлекторлық массивтер, бантик дипольдері, диэлектрлік линзаның жазық антенналары, THz сәулелену көздерін генерациялауға арналған фотоөткізгіш антенналар, мүйізді антенналар, графен материалдарына негізделген THz антенналары және т.б. THz антенналарын жасау үшін қолданылатын материалдар, олар болуы мүмкін шамамен металл антенналар (негізінен мүйіз антенналар), диэлектрлік антенналар (объективті антенналар) және жаңа материалды антенналар болып бөлінеді. Бұл бөлім алдымен осы антенналардың алдын ала талдауын береді, содан кейін келесі бөлімде бес типтік THz антенналары егжей-тегжейлі енгізіліп, терең талданады.
1. Металл антенналар
Мүйіз антеннасы THz диапазонында жұмыс істеуге арналған әдеттегі металл антенна болып табылады. Классикалық миллиметрлік толқын қабылдағыштың антеннасы конустық мүйіз болып табылады. Гофрленген және қос режимді антенналардың көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде айналмалы симметриялық сәулелену үлгілері, 20-дан 30 дБ-ге дейінгі жоғары күшейту және -30 дБ төмен көлденең поляризация деңгейі және 97% -дан 98% -ға дейінгі ілінісу тиімділігі. Екі мүйізді антеннаның қол жетімді өткізу қабілеттілігі сәйкесінше 30%-40% және 6%-8% құрайды.
Терагерц толқындарының жиілігі өте жоғары болғандықтан, мүйізді антеннаның өлшемі өте кішкентай, бұл мүйізді өңдеуді, әсіресе антенна массивтерін жобалауда өте қиынға соғады, ал өңдеу технологиясының күрделілігі шамадан тыс шығындарға және шектеулі өндіріс. Күрделі мүйізді конструкцияның түбін жасау қиын болғандықтан, әдетте конустық немесе конустық мүйіз түріндегі қарапайым мүйіз антеннасы қолданылады, бұл шығындар мен процестің күрделілігін төмендетеді, ал антеннаның радиациялық өнімділігін сақтауға болады. жақсы.
Басқа металл антенна - 1,2 микрон диэлектрлік пленкаға біріктірілген және 7-суретте көрсетілгендей, кремний пластинасында қашалған бойлық қуыста ілулі тұрған жылжымалы толқын антеннасынан тұратын жылжымалы толқындық пирамида антеннасы. Бұл антенна ашық құрылым болып табылады. Шоттки диодтарымен үйлесімді. Салыстырмалы түрде қарапайым құрылымы мен төмен өндірістік талаптарға байланысты оны әдетте 0,6 ТГц-тен жоғары жиілік диапазонында пайдалануға болады. Дегенмен, антеннаның бүйірлік деңгейі мен кросс-поляризация деңгейі жоғары, бұл оның ашық құрылымына байланысты болуы мүмкін. Сондықтан оның қосылу тиімділігі салыстырмалы түрде төмен (шамамен 50%).
7-сурет Жылжымалы толқынды пирамидалық антенна
2. Диэлектрлік антенна
Диэлектрлік антенна диэлектрлік субстрат пен антенна радиаторының қосындысы болып табылады. Тиісті дизайн арқылы диэлектрлік антенна детектормен кедергінің сәйкестігіне қол жеткізе алады және қарапайым процестің, оңай интеграцияның және арзан бағаның артықшылықтарына ие. Соңғы жылдары зерттеушілер терагерц диэлектрлік антенналарының төмен кедергісі бар детекторларына сәйкес келетін бірнеше тар жолақты және кең жолақты бүйірлік өрт антенналарын әзірледі: көбелек антенна, қос U-тәрізді антенна, лог-периодтық антенна және лог-периодтық синусоидальды антенна. 8-суретте көрсетілген. Сонымен қатар, анағұрлым күрделі антенна геометриялары генетикалық жолмен жобалануы мүмкін алгоритмдер.
8-сурет Жазық антенналардың төрт түрі
Дегенмен, диэлектрлік антенна диэлектрлік субстратпен біріктірілгендіктен, жиілік THz диапазонына бағытталған кезде беттік толқын әсері пайда болады. Бұл өлімге әкелетін кемшілік жұмыс кезінде антеннаның көп энергиясын жоғалтуына және антеннаның сәулелену тиімділігінің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. 9-суретте көрсетілгендей, антеннаның сәулелену бұрышы кесу бұрышынан үлкен болса, оның энергиясы диэлектрлік субстратта шектеледі және субстрат режимімен біріктіріледі.
9-сурет Антенна бетінің толқын әсері
Субстраттың қалыңдығы ұлғайған сайын жоғары ретті режимдердің саны артып, антенна мен субстрат арасындағы байланыс ұлғаяды, нәтижесінде энергия жоғалады. Беттік толқын әсерін әлсірету үшін оңтайландырудың үш схемасы бар:
1) Электромагниттік толқындардың сәуле түзуші сипаттамаларын пайдалану арқылы күшейтуді арттыру үшін антеннаға линзаны жүктеңіз.
2) Электромагниттік толқындардың жоғары ретті режимдерінің генерациясын басу үшін субстраттың қалыңдығын азайтыңыз.
3) Астардың диэлектрлік материалын электромагниттік жолақ саңылауымен (EBG) ауыстырыңыз. EBG кеңістіктік сүзу сипаттамалары жоғары ретті режимдерді басуы мүмкін.
3. Жаңа материалды антенналар
Жоғарыда аталған екі антеннадан басқа, жаңа материалдардан жасалған терагерц антеннасы да бар. Мысалы, 2006 жылы Джин Хао және т.б. көміртекті нанотүтік дипольді антеннаны ұсынды. 10 (а) суретте көрсетілгендей, диполь металл материалдардың орнына көміртекті нанотүтіктерден жасалған. Ол көміртекті нанотүтіктердің дипольді антеннасының инфрақызыл және оптикалық қасиеттерін мұқият зерттеп, соңғы ұзындықтағы көміртекті нанотүтік диполь антеннасының кіріс кедергісі, токтың таралуы, күшейту, тиімділік және сәулелену үлгісі сияқты жалпы сипаттамаларын талқылады. 10 (b) суретте көміртекті нанотүтік диполь антеннасының кіріс кедергісі мен жиілігі арасындағы байланыс көрсетілген. 10(b) суретінен көрініп тұрғандай, кіріс кедергісінің ойдан шығарылған бөлігінде жоғары жиіліктерде бірнеше нөлдер бар. Бұл антеннаның әртүрлі жиіліктерде бірнеше резонансқа қол жеткізе алатынын көрсетеді. Әлбетте, көміртекті нанотүтік антеннасы белгілі бір жиілік диапазонында (төменгі THz жиіліктерінде) резонанс көрсетеді, бірақ бұл диапазоннан тыс резонанс жасай алмайды.
10-сурет (a) Көміртекті нанотүтік дипольді антенна. (b) Кіріс кедергі-жиілік қисығы
2012 жылы Самир Ф.Махмуд пен Айед Р.АльАджми екі диэлектрлік қабатқа оралған көміртекті нанотүтіктер шоғырынан тұратын көміртекті нанотүтіктерге негізделген жаңа терагерц антенна құрылымын ұсынды. Ішкі диэлектрлік қабат диэлектрлік көбік қабаты, ал сыртқы диэлектрлік қабат метаматериалдық қабат болып табылады. Арнайы құрылым 11-суретте көрсетілген. Сынақ арқылы антеннаның радиациялық өнімділігі бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктермен салыстырғанда жақсарды.
11-сурет Көміртекті нанотүтіктерге негізделген жаңа терагерц антеннасы
Жоғарыда ұсынылған жаңа материалды терагерц антенналары негізінен үш өлшемді болып табылады. Антеннаның өткізу қабілетін жақсарту және конформды антенналарды жасау үшін жазық графен антенналары кеңінен назар аударды. Графен тамаша динамикалық үздіксіз басқару сипаттамаларына ие және ауытқу кернеуін реттеу арқылы беттік плазманы жасай алады. Беттік плазма оң диэлектрлік тұрақты субстраттардың (мысалы, Si, SiO2 және т.б.) және теріс диэлектрлік тұрақты субстраттардың (мысалы, асыл металдар, графен және т.б.) арасындағы интерфейсте болады. Бағалы металдар мен графен сияқты өткізгіштерде «бос электрондардың» көп саны бар. Бұл бос электрондарды плазмалар деп те атайды. Өткізгіштегі өзіне тән потенциалдық өрістің арқасында бұл плазмалар тұрақты күйде болады және сыртқы әлем оларды бұзбайды. Түскен электромагниттік толқын энергиясы осы плазмаларға қосылғанда, плазмалар тұрақты күйден ауытқиды және дірілдейді. Түрлендіруден кейін электромагниттік режим интерфейсте көлденең магниттік толқынды құрайды. Drude моделі бойынша металл бетінің плазмасының дисперсиялық қатынасының сипаттамасына сәйкес металдар бос кеңістіктегі электромагниттік толқындармен табиғи түрде қосыла алмайды және энергияны түрлендіре алмайды. Беттік плазмалық толқындарды қоздыру үшін басқа материалдарды қолдану қажет. Беттік плазмалық толқындар металл-субстрат интерфейсінің параллель бағыты бойынша тез ыдырайды. Металл өткізгіш бетіне перпендикуляр бағытта өткізгенде, тері әсері пайда болады. Антеннаның кішкентай өлшеміне байланысты жоғары жиілік диапазонында тері әсері бар, бұл антенна өнімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі және терагерц антенналарының талаптарына жауап бере алмайды. Графеннің беткі плазмоны жоғары байланыстыру күші мен аз шығынға ие болып қана қоймайды, сонымен қатар үздіксіз электрлік реттеуді қолдайды. Сонымен қатар, графен терагерц диапазонында күрделі өткізгіштікке ие. Сондықтан баяу толқынның таралуы терагерц жиіліктеріндегі плазмалық режиммен байланысты. Бұл сипаттамалар терагерц диапазонындағы металл материалдарды ауыстыру үшін графеннің орындылығын толығымен көрсетеді.
Графен бетіндегі плазмондардың поляризация мінез-құлқына негізделген 12-сурет жолақ антеннасының жаңа түрін көрсетеді және графендегі плазмалық толқындардың таралу сипаттамаларының жолақ пішінін ұсынады. Реттелетін антенна жолағының дизайны жаңа материалды терагерц антенналарының таралу сипаттамаларын зерттеудің жаңа әдісін ұсынады.
12-сурет Жаңа жолақты антенна
Құрылғының жаңа материалды терагерц антенна элементтерін зерттеумен қатар, графен нанопатч терагерц антенналары терагерц көп кірісті көп шығыс антенналық байланыс жүйелерін құру үшін массивтер ретінде де жобалануы мүмкін. Антенна құрылымы 13-суретте көрсетілген. Графен нанопатч антенналарының бірегей қасиеттеріне сүйене отырып, антенна элементтерінің микрон масштабты өлшемдері бар. Химиялық будың тұндыру жұқа никель қабатында әртүрлі графен кескіндерін тікелей синтездейді және оларды кез келген субстратқа береді. Компоненттердің сәйкес санын таңдау және электростатикалық кернеуді өзгерту арқылы сәулелену бағытын тиімді өзгертуге болады, бұл жүйені қайта конфигурациялауға мүмкіндік береді.
13-сурет Графен нанопатч терагерц антенна массиві
Жаңа материалдарды зерттеу салыстырмалы түрде жаңа бағыт. Материалдардың инновациясы дәстүрлі антенналардың шектеулерінен өтіп, қайта конфигурацияланатын метаматериалдар, екі өлшемді (2D) материалдар және т.б. сияқты жаңа антенналардың алуан түрін жасайды деп күтілуде. Дегенмен, антеннаның бұл түрі негізінен жаңа антенналардың инновациясына байланысты. материалдар мен технологиялық технологияны жетілдіру. Қалай болғанда да, терагерц антенналарының дамуы инновациялық материалдарды, нақты өңдеу технологиясын және терагерц антенналарының жоғары кірістілігін, төмен құнын және кең өткізу қабілеттілігі талаптарын қанағаттандыру үшін жаңа дизайн құрылымдарын қажет етеді.
Төменде терагерц антенналарының үш түрінің негізгі принциптері келтірілген: металл антенналар, диэлектрлік антенналар және жаңа материалды антенналар және олардың айырмашылықтары мен артықшылықтары мен кемшіліктері талданады.
1. Металл антенна: геометрия қарапайым, өңдеуге оңай, салыстырмалы түрде төмен құны және субстрат материалдарына төмен талаптар. Дегенмен, металл антенналар қателерге бейім антеннаның орнын реттеу үшін механикалық әдісті пайдаланады. Реттеу дұрыс болмаса, антеннаның өнімділігі айтарлықтай төмендейді. Металл антеннаның өлшемі кішкентай болса да, оны жазық схемамен жинау қиын.
2. Диэлектрлік антенна: диэлектрлік антеннаның кіріс кедергісі төмен, кедергісі төмен детектормен сәйкестендіру оңай және жазық тізбекпен қосылу салыстырмалы түрде қарапайым. Диэлектрлік антенналардың геометриялық пішіндеріне көбелек пішіні, қос U пішіні, кәдімгі логарифмдік пішін және логарифмдік периодтық синус пішіні жатады. Дегенмен, диэлектрлік антенналардың да өлімге әкелетін кемшілігі бар, атап айтқанда, қалың субстраттан туындаған беттік толқын әсері. Шешім линзаны жүктеу және диэлектрлік субстратты EBG құрылымымен ауыстыру болып табылады. Екі шешім де инновацияны және технологиялық технологиялар мен материалдарды үздіксіз жетілдіруді талап етеді, бірақ олардың тамаша өнімділігі (мысалы, барлық бағыттылық және беттік толқындарды басу) терагерц антенналарын зерттеу үшін жаңа идеяларды қамтамасыз ете алады.
3. Жаңа материалды антенналар: Қазіргі уақытта көміртекті нанотүтіктерден жасалған жаңа дипольді антенналар және метаматериалдардан жасалған жаңа антенна құрылымдары пайда болды. Жаңа материалдар өнімділіктің жаңа серпілістерін әкелуі мүмкін, бірақ алғышарт материалтану инновациясы болып табылады. Қазіргі уақытта жаңа материалды антенналар бойынша зерттеулер әлі де барлау сатысында және көптеген негізгі технологиялар жеткілікті түрде жетілмеген.
Қорытындылай келе, дизайн талаптарына сәйкес терагерц антенналарының әртүрлі түрлерін таңдауға болады:
1) Қарапайым дизайн және төмен өндіріс құны қажет болса, металл антенналарды таңдауға болады.
2) Жоғары интеграция және төмен кіріс кедергісі қажет болса, диэлектрлік антенналарды таңдауға болады.
3) Егер өнімділікте серпіліс қажет болса, жаңа материалды антенналарды таңдауға болады.
Жоғарыда аталған конструкцияларды арнайы талаптарға сай реттеуге де болады. Мысалы, көбірек артықшылықтар алу үшін антенналардың екі түрін біріктіруге болады, бірақ құрастыру әдісі мен дизайн технологиясы неғұрлым қатаң талаптарға сай болуы керек.
Антенналар туралы көбірек білу үшін мына сайтқа кіріңіз:
Жіберу уақыты: 02 тамыз 2024 ж
