Metamateriálových-umožnil Antény pomôžu zlepšiť Satelitné komunikačné systémy

Podľa inžinierov spoločnosti Penn State je možné pomocou inteligentných materiálov dosiahnuť menšiu, ľahšiu hmotnosť, výkonnejšie a viacfunkčné miniatúrne antény so zvýšeným výkonom. Zvlášť sľubné použitie tejto technológie je pre satelitné komunikačné systémy. 

Tieto antény vyrobené z metamateriálov - vyrobené materiály, ktoré majú exotické vlastnosti, ktoré sa bežne nenachádzajú v prírode - sa dajú integrovať do moderných digitálnych elektronických rádií, ktoré sú riadené softvérom, a uľahčujú transformačný komunikačný systém s pozoruhodnou frekvenčnou a polarizačnou pohyblivosťou.

Inžinieri, ktorí uviedli svoj výskum v nedávnom vydaní dokumentu Advanced Electronic Materials, vyvinuli malú funkcionalizovanú metamateriálnu anténu, ktorá je prevádzkovaná simultánnym vyladením komponentov metamateriálu a antény ako systému, uviedol Clinton Scarborough, ktorý na tomto výskume pracoval jeho dizertačná práca.

Metamateriály odvodzujú svoje nezvyčajné vlastnosti skôr z vyrobených štruktúr ako z atómových alebo molekulárnych interakcií.

„Metamateriálne antény často trpia stigmou neprakticky úzkych prevádzkových šíriek pásma, rovnako ako malé antény,“ povedal Scarborough. „Rádia musia byť schopné fungovať pri značnej šírke pásma, ale zvyčajne iba na jednom kanáli naraz. Zákony fyziky určujú, že malá metamateriálna anténa bude mať malú šírku pásma, ale moderné rádiá môžu anténu ľahko naladiť tak, aby funguje na akomkoľvek kanáli, ktorý rádio v súčasnosti používa, a poskytuje porovnateľný výkon veľkej širokopásmovej antény, pričom zaberá menej miesta a dokonca poskytuje nové možnosti. ““

Inžinieri vyvinuli laditeľný metamateriál, ktorý im umožňuje vyladiť miniaturizovanú anténu s úzkymi okamžitými šírkami pásma v celom komunikačnom pásme v závislosti od používaného kanála, uviedol Douglas H. Werner, John L. a Genevieve H. McCain, profesor elektrotechniky.

„Vyladenie metamateriálu a antény v tandeme poskytuje dynamický operačný kanál s laditeľnou takmer ľubovoľnou polarizačnou odozvou ako ďalšou výhodou,“ uviedol Werner. „Využitím našich funkcionalizovaných metamateriálnych konceptov sme boli schopní navrhnúť spôsob, ako dynamicky naladiť frekvenčnú odozvu a polarizáciu antény, a zároveň poskytnúť cestu na prispôsobenie návrhov nízkym frekvenciám.“

Mnoho výskumných skupín pracuje na rôznych druhoch antén s podporou metamateriálov, ale jedna z výziev, ktorá bola dosť náročná, je spôsob, ako zmenšiť tieto metamateriálne a pridružené štruktúry antén tak, aby fungovali pri nižších frekvenciách pri zachovaní praktickej fyzickej veľkosti a hmotnosti. pre výsledné integrované zariadenie - vo všeobecnosti platí, že čím nižšia je frekvencia, tým väčšia je anténa, povedal Werner.

Zanechajte správu 

zoznam správ