Uban sa nagkadako nga pagkapopular sa mga wireless nga aparato, ang mga serbisyo sa datos misulod sa usa ka bag-ong yugto sa paspas nga pag-uswag, nga nailhan usab nga kusog nga pagtubo sa mga serbisyo sa datos. Sa pagkakaron, daghang mga aplikasyon ang anam-anam nga nagbalhinbalhin gikan sa mga kompyuter ngadto sa mga wireless nga aparato sama sa mga mobile phone nga dali madala ug magamit sa tinuud nga oras, apan kini nga kahimtang nagdala usab sa kusog nga pagtaas sa trapiko sa datos ug kakulang sa mga kapanguhaan sa bandwidth. . Sumala sa estadistika, ang data rate sa merkado mahimong moabot sa Gbps o bisan Tbps sa mosunod nga 10 ngadto sa 15 ka tuig. Sa pagkakaron, ang komunikasyon sa THz nakaabot na sa Gbps data rate, samtang ang Tbps data rate anaa pa sa unang mga yugto sa kalamboan. Ang usa ka may kalabutan nga papel naglista sa pinakabag-o nga pag-uswag sa Gbps data rates base sa THz band ug nagtagna nga ang Tbps mahimong makuha pinaagi sa polarization multiplexing. Busa, aron madugangan ang data transmission rate, ang usa ka posible nga solusyon mao ang paghimo og bag-ong frequency band, nga mao ang terahertz band, nga anaa sa "blangko nga lugar" tali sa mga microwave ug infrared nga kahayag. Sa ITU World Radiocommunication Conference (WRC-19) sa 2019, ang frequency range nga 275-450GHz gigamit para sa fixed ug land mobile services. Makita nga ang terahertz wireless nga mga sistema sa komunikasyon nakadani sa atensyon sa daghang mga tigdukiduki.
Ang Terahertz electromagnetic waves kasagarang gihubit isip frequency band nga 0.1-10THz (1THz=1012Hz) nga adunay wavelength nga 0.03-3 mm. Sumala sa IEEE standard, ang terahertz waves gihubit nga 0.3-10THz. Gipakita sa Figure 1 nga ang terahertz frequency band anaa sa taliwala sa mga microwave ug infrared nga kahayag.
Fig. 1 Schematic diagram sa THz frequency band.
Pag-uswag sa Terahertz Antennas
Bisan tuod ang panukiduki sa terahertz nagsugod sa ika-19 nga siglo, wala kini gitun-an isip usa ka independenteng natad niadtong panahona. Ang panukiduki bahin sa terahertz radiation nag-una nga nakapunting sa layo nga infrared nga banda. Hangtud sa tunga-tunga hangtod sa ulahing bahin sa ika-20 nga siglo nga ang mga tigdukiduki nagsugod sa pagpauswag sa panukiduki sa milimetro nga balud ngadto sa banda nga terahertz ug nagpahigayon sa espesyal nga panukiduki sa teknolohiya sa terahertz.
Sa 1980s, ang pagtumaw sa terahertz nga mga tinubdan sa radyasyon naghimo sa paggamit sa terahertz nga mga balud sa praktikal nga mga sistema nga posible. Sukad sa ika-21 nga siglo, ang teknolohiya sa wireless nga komunikasyon paspas nga milambo, ug ang panginahanglan sa mga tawo alang sa kasayuran ug ang pagtaas sa mga kagamitan sa komunikasyon nagbutang sa unahan nga labi ka higpit nga mga kinahanglanon sa transmission rate sa data sa komunikasyon. Busa, usa sa mga hagit sa umaabot nga teknolohiya sa komunikasyon mao ang pag-operate sa taas nga rate sa datos nga gigabit kada segundo sa usa ka lokasyon. Ubos sa kasamtangan nga pag-uswag sa ekonomiya, ang mga kahinguhaan sa spectrum nahimong mas nihit. Bisan pa, ang mga kinahanglanon sa tawo alang sa kapasidad sa komunikasyon ug katulin walay katapusan. Alang sa problema sa paghuot sa spectrum, daghang mga kompanya ang naggamit sa teknolohiya nga multiple-input multiple-output (MIMO) aron mapauswag ang kahusayan sa spectrum ug kapasidad sa sistema pinaagi sa spatial multiplexing. Sa pag-uswag sa mga network sa 5G, ang katulin sa koneksyon sa data sa matag tiggamit molapas sa Gbps, ug ang trapiko sa datos sa mga base station motaas usab pag-ayo. Alang sa tradisyonal nga mga sistema sa komunikasyon sa balud sa milimetro, ang mga link sa microwave dili makahimo sa pagdumala niining daghang mga sapa sa datos. Dugang pa, tungod sa impluwensya sa linya sa panan-aw, ang distansya sa transmission sa infrared nga komunikasyon mubo ug ang lokasyon sa mga kagamitan sa komunikasyon niini gitakda. Busa, ang mga balod sa THz, nga anaa sa taliwala sa mga microwave ug infrared, mahimong magamit sa paghimog high-speed nga mga sistema sa komunikasyon ug pagpataas sa mga rate sa pagpasa sa datos pinaagi sa paggamit sa mga THz link.
Ang mga terahertz waves makahatag ug mas lapad nga bandwidth sa komunikasyon, ug ang frequency range niini maoy mga 1000 ka pilo kaysa sa mobile communications. Busa, ang paggamit sa THz sa paghimo sa ultra-high-speed wireless nga mga sistema sa komunikasyon usa ka maayong solusyon sa hagit sa taas nga rate sa datos, nga nakadani sa interes sa daghang mga research team ug industriya. Niadtong Septembre 2017, ang unang THz wireless communication standard IEEE 802.15.3d-2017 gipagawas, nga naghubit sa point-to-point data exchange sa ubos nga THz frequency range nga 252-325 GHz. Ang alternatibong pisikal nga layer (PHY) sa link mahimong makab-ot ang mga rate sa datos nga hangtod sa 100 Gbps sa lainlaing mga bandwidth.
Ang unang malampuson nga sistema sa komunikasyon sa THz nga 0.12 THz natukod niadtong 2004, ug ang sistema sa komunikasyon sa THz nga 0.3 THz natuman niadtong 2013. Gilista sa Talaan 1 ang pag-uswag sa panukiduki sa mga sistema sa komunikasyon sa terahertz sa Japan gikan sa 2004 ngadto sa 2013.
Talaan 1 Pag-uswag sa panukiduki sa mga sistema sa komunikasyon sa terahertz sa Japan gikan sa 2004 hangtod 2013
Ang istruktura sa antena sa usa ka sistema sa komunikasyon nga naugmad kaniadtong 2004 gihulagway sa detalye sa Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) kaniadtong 2005. Ang configuration sa antenna gipaila sa duha ka mga kaso, ingon sa gipakita sa Figure 2.
Figure 2 Schematic diagram sa NTT 120 GHz wireless communication system sa Japan
Ang sistema naghiusa sa photoelectric nga pagkakabig ug antenna ug nagsagop sa duha ka mga paagi sa pagtrabaho:
1. Sa usa ka close-range nga sulud sa sulud, ang planar antenna transmitter nga gigamit sa sulod sa balay naglangkob sa usa ka single-line carrier photodiode (UTC-PD) chip, usa ka planar slot antenna ug usa ka silicon lens, ingon sa gipakita sa Figure 2 (a).
2. Sa usa ka long-range nga palibot sa gawas, aron mapalambo ang impluwensya sa dako nga pagkawala sa transmission ug ubos nga pagkasensitibo sa detector, ang transmitter antenna kinahanglan adunay taas nga ganansya. Ang kasamtangan nga terahertz antenna naggamit sa Gaussian optical lens nga adunay ganansya nga labaw sa 50 dBi. Ang feed horn ug dielectric lens nga kombinasyon gipakita sa Figure 2(b).
Dugang sa pagpalambo sa usa ka 0.12 THz nga sistema sa komunikasyon, ang NTT nakahimo usab og 0.3THz nga sistema sa komunikasyon sa 2012. Pinaagi sa padayon nga pag-optimize, ang transmission rate mahimong ingon ka taas sa 100Gbps. Sama sa makita gikan sa Talaan 1, nakahatag kini usa ka dako nga kontribusyon sa pagpauswag sa komunikasyon sa terahertz. Bisan pa, ang karon nga trabaho sa panukiduki adunay mga disbentaha sa mubu nga frequency sa operasyon, dako nga gidak-on ug taas nga gasto.
Kadaghanan sa mga terahertz antenna nga gigamit karon giusab gikan sa millimeter wave antenna, ug adunay gamay nga kabag-ohan sa terahertz antenna. Busa, aron mapauswag ang pasundayag sa mga sistema sa komunikasyon sa terahertz, usa ka hinungdanon nga tahas mao ang pag-optimize sa mga terahertz antenna. Gilista sa Talaan 2 ang pag-uswag sa panukiduki sa komunikasyon sa German THz. Ang Figure 3 (a) nagpakita sa usa ka representante nga THz wireless communication system nga naghiusa sa photonics ug electronics. Ang Figure 3 (b) nagpakita sa wind tunnel test scene. Sa paghukom gikan sa kasamtangan nga kahimtang sa panukiduki sa Germany, ang panukiduki ug pag-uswag niini adunay mga disbentaha sama sa ubos nga frequency sa operasyon, taas nga gasto ug ubos nga kahusayan.
Talaan 2 Pag-uswag sa panukiduki sa komunikasyon sa THz sa Germany
Figure 3 Wind tunnel test scene
Ang CSIRO ICT Center nagpasiugda usab ug panukiduki sa THz indoor wireless communication system. Gitun-an sa sentro ang relasyon tali sa tuig ug sa frequency sa komunikasyon, ingon sa gipakita sa Figure 4. Ingon sa makita gikan sa Figure 4, sa 2020, ang panukiduki sa wireless nga komunikasyon nag-agad sa THz band. Ang pinakataas nga frequency sa komunikasyon gamit ang radio spectrum motaas mga napulo ka beses matag baynte ka tuig. Naghimo og mga rekomendasyon ang sentro sa mga kinahanglanon alang sa mga THz antenna ug gisugyot nga tradisyonal nga mga antenna sama sa mga sungay ug mga lente para sa mga sistema sa komunikasyon sa THz. Ingon sa gipakita sa Figure 5, duha ka sungay nga antenna ang nagtrabaho sa 0.84THz ug 1.7THz matag usa, nga adunay usa ka yano nga istruktura ug maayo nga performance sa Gaussian beam.
Figure 4 Relasyon tali sa tuig ug frequency
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Figure 5 Duha ka klase sa horn antenna
Ang Estados Unidos nagpahigayon ug halapad nga panukiduki bahin sa pagbuga ug pagtuki sa terahertz waves. Ang bantog nga mga laboratoryo sa panukiduki sa terahertz naglakip sa Jet Propulsion Laboratory (JPL), ang Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), ang US National Laboratory (LLNL), ang National Aeronautics and Space Administration (NASA), ang National Science Foundation (NSF), ug uban pa. Ang mga bag-ong terahertz antenna alang sa terahertz nga mga aplikasyon gidesinyo, sama sa bowtie antenna ug frequency beam steering antenna. Sumala sa pagpalambo sa terahertz antennas, kita makakuha og tulo ka batakang disenyo nga mga ideya alang sa terahertz antennas sa pagkakaron, sama sa gipakita sa Figure 6.
Figure 6 Tulo ka batakang ideya sa disenyo para sa terahertz antenna
Ang pag-analisar sa ibabaw nagpakita nga bisan kung daghang mga nasud ang naghatag ug dakong pagtagad sa terahertz antennas, anaa pa kini sa inisyal nga eksplorasyon ug yugto sa kalamboan. Tungod sa taas nga pagkawala sa pagpadaghan ug pagsuyup sa molekula, ang mga THz antenna kasagarang limitado sa gilay-on sa transmission ug coverage. Ang ubang mga pagtuon nagpunting sa ubos nga mga frequency sa operasyon sa THz band. Ang kasamtangan nga panukiduki sa terahertz antenna nag-una nga nagpunting sa pagpauswag sa ganansya pinaagi sa paggamit sa mga dielectric lens antenna, ug uban pa, ug pagpaayo sa kahusayan sa komunikasyon pinaagi sa paggamit sa angay nga mga algorithm. Dugang pa, kung giunsa ang pagpaayo sa pagkaayo sa terahertz antenna packaging usa usab ka dinalian nga isyu.
Kinatibuk-ang THz antenna
Adunay daghang matang sa THz antennas nga anaa: dipole antennas nga adunay conical cavities, corner reflector arrays, bowtie dipoles, dielectric lens planar antennas, photoconductive antennas alang sa pagmugna og THz source radiation sources, horn antennas, THz antennas base sa graphene materials, ug uban pa. ang mga materyales nga gigamit sa paghimo sa THz antennas, kini mahimong halos bahinon ngadto sa metal antenna (kasagaran horn antennas), dielectric antennas (lens antennas), ug bag-ong materyal nga antenna. Kini nga seksyon una nga naghatag usa ka pasiuna nga pagtuki sa kini nga mga antenna, ug dayon sa sunod nga seksyon, lima ka sagad nga THz antenna ang gipaila sa detalye ug gisusi sa giladmon.
1. Mga antenna sa metal
Ang horn antenna usa ka tipikal nga metal antenna nga gidisenyo aron magtrabaho sa THz band. Ang antenna sa usa ka klasiko nga millimeter wave receiver usa ka conical nga sungay. Ang mga corrugated ug dual-mode antenna adunay daghang mga bentaha, lakip ang rotationally symmetric radiation patterns, taas nga ganansya nga 20 hangtod 30 dBi ug ubos nga cross-polarization level nga -30 dB, ug pagkabit nga kahusayan sa 97% hangtod 98%. Ang magamit nga bandwidth sa duha ka sungay antenna mao ang 30% -40% ug 6% -8%, matag usa.
Tungod kay ang frequency sa terahertz waves taas kaayo, ang gidak-on sa horn antenna gamay kaayo, nga naghimo sa pagproseso sa sungay nga lisud kaayo, ilabi na sa disenyo sa antenna arrays, ug ang pagkakomplikado sa teknolohiya sa pagproseso mosangpot sa sobra nga gasto ug limitado nga produksyon. Tungod sa kalisud sa paghimo sa ilawom sa komplikado nga disenyo sa sungay, ang usa ka yano nga sungay nga antenna sa porma sa usa ka conical o conical nga sungay sagad gigamit, nga makapakunhod sa gasto ug pagkakomplikado sa proseso, ug ang pasundayag sa radiation sa antena mahimong mapadayon. maayo.
Ang laing metal antenna mao ang traveling wave pyramid antenna, nga naglangkob sa usa ka traveling wave antenna nga gisagol sa 1.2 micron dielectric film ug gisuspinde sa longhitudinal cavity nga gikulit sa silicon wafer, sama sa gipakita sa Figure 7. Kini nga antenna usa ka open structure nga compatible sa Schottky diodes. Tungod sa medyo yano nga istruktura ug ubos nga mga kinahanglanon sa paggama, kasagaran kini magamit sa mga frequency band nga labaw sa 0.6 THz. Bisan pa, ang lebel sa sidelobe ug lebel sa cross-polarization sa antenna taas, tingali tungod sa bukas nga istruktura niini. Busa, ang pagkaayo sa pagkabit niini medyo ubos (mga 50%).
Figure 7 Nagbiyahe nga wave pyramidal antenna
2. Dielectric antenna
Ang dielectric antenna usa ka kombinasyon sa usa ka dielectric substrate ug usa ka antenna radiator. Pinaagi sa husto nga disenyo, ang dielectric antenna makab-ot ang impedance matching sa detector, ug adunay mga bentaha sa yano nga proseso, sayon nga paghiusa, ug ubos nga gasto. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang mga tigdukiduki nagdesinyo sa daghang mga narrowband ug broadband side-fire antenna nga mahimong motakdo sa mga low-impedance detector sa terahertz dielectric antennas: butterfly antenna, double U-shaped antenna, log-periodic antenna, ug log-periodic sinusoidal antenna, ingon gipakita sa Figure 8. Dugang pa, mas komplikado antenna geometries mahimong gidisenyo pinaagi sa genetic algorithms.
Figure 8 Upat ka matang sa planar antenna
Bisan pa, tungod kay ang dielectric antenna gihiusa sa usa ka dielectric nga substrate, usa ka epekto sa balud sa nawong ang mahitabo kung ang kadaghanon sa THz band. Kini nga makamatay nga disbentaha hinungdan nga ang antenna mawad-an og daghang enerhiya sa panahon sa operasyon ug mosangpot sa usa ka mahinungdanon nga pagkunhod sa antenna radiation efficiency. Sama sa gipakita sa Figure 9, kung ang anggulo sa radiation sa antena labi ka dako sa anggulo sa cutoff, ang kusog niini natanggong sa dielectric substrate ug giubanan sa substrate mode.
Figure 9 Antenna surface wave epekto
Samtang ang gibag-on sa substrate nagdugang, ang gidaghanon sa mga high-order nga mga mode nagdugang, ug ang pagdugtong tali sa antenna ug sa substrate nagdugang, nga miresulta sa pagkawala sa enerhiya. Aron mapahuyang ang epekto sa balud sa nawong, adunay tulo nga mga laraw sa pag-optimize:
1) I-load ang usa ka lente sa antenna aron madugangan ang ganansya pinaagi sa paggamit sa beamforming nga mga kinaiya sa electromagnetic waves.
2) Bawasan ang gibag-on sa substrate aron sumpuon ang henerasyon sa mga high-order nga mode sa electromagnetic waves.
3) Ilisan ang substrate dielectric nga materyal nga adunay electromagnetic band gap (EBG). Ang spatial nga mga kinaiya sa pagsala sa EBG makapugong sa mga high-order mode.
3. Bag-ong materyal nga mga antenna
Gawas pa sa duha ka antenna sa ibabaw, adunay usa usab ka terahertz antenna nga hinimo sa bag-ong mga materyales. Pananglitan, sa 2006, Jin Hao et al. nagsugyot og carbon nanotube dipole antenna. Ingon sa gipakita sa Figure 10 (a), ang dipole gihimo sa carbon nanotubes imbes sa metal nga mga materyales. Gitun-an niya pag-ayo ang infrared ug optical nga mga kabtangan sa carbon nanotube dipole antenna ug gihisgutan ang kinatibuk-ang mga kinaiya sa finite-length nga carbon nanotube dipole antenna, sama sa input impedance, kasamtangan nga pag-apod-apod, ganansya, kahusayan ug sumbanan sa radiation. Ang Figure 10 (b) nagpakita sa relasyon tali sa input impedance ug frequency sa carbon nanotube dipole antenna. Ingon sa makita sa Figure 10(b), ang hinanduraw nga bahin sa input impedance adunay daghang mga zero sa mas taas nga frequency. Gipakita niini nga ang antenna mahimong makab-ot ang daghang mga resonance sa lainlaing mga frequency. Dayag, ang carbon nanotube antenna nagpakita ug resonance sulod sa usa ka frequency range (ubos nga THz frequency), apan hingpit nga dili maka-resonate gawas niini nga range.
Figure 10 (a) Carbon nanotube dipole antenna. (b) Input impedance-frequency curve
Sa 2012, si Samir F. Mahmoud ug Ayed R. AlAjmi misugyot og bag-ong terahertz antenna structure base sa carbon nanotubes, nga naglangkob sa usa ka bundle sa carbon nanotubes nga giputos sa duha ka dielectric layers. Ang sulod nga dielectric layer usa ka dielectric foam layer, ug ang gawas nga dielectric layer usa ka metamaterial layer. Ang espesipikong estraktura gipakita sa Figure 11. Pinaagi sa pagsulay, ang performance sa radiation sa antenna gipauswag kon itandi sa single-walled carbon nanotubes.
Figure 11 Bag-ong terahertz antenna base sa carbon nanotubes
Ang bag-ong materyal nga terahertz antennas nga gisugyot sa ibabaw kay kasagaran tulo-ka-dimensional. Aron mapauswag ang bandwidth sa antenna ug maghimo mga conformal antenna, ang mga planar graphene antenna nakadawat kaylap nga atensyon. Ang Graphene adunay maayo kaayo nga dinamikong padayon nga pagkontrol sa mga kinaiya ug makamugna sa ibabaw nga plasma pinaagi sa pag-adjust sa bias boltahe. Ang Surface plasma anaa sa interface tali sa positibo nga dielectric constant substrates (sama sa Si, SiO2, ug uban pa) ug negatibo nga dielectric constant substrates (sama sa mahal nga mga metal, graphene, ug uban pa). Adunay daghang mga "libre nga electron" sa mga konduktor sama sa mahal nga mga metal ug graphene. Kini nga mga libre nga electron gitawag usab nga mga plasma. Tungod sa kinaiyanhon nga potensyal nga natad sa konduktor, kini nga mga plasma naa sa usa ka lig-on nga kahimtang ug wala mabalda sa gawas nga kalibutan. Kung ang insidente nga electromagnetic wave nga kusog gidugtong sa kini nga mga plasma, ang mga plasma motipas gikan sa makanunayon nga kahimtang ug mag-vibrate. Pagkahuman sa pagkakabig, ang electromagnetic mode nagporma usa ka transverse magnetic wave sa interface. Sumala sa paghulagway sa relasyon sa pagkatibulaag sa metal ibabaw plasma pinaagi sa Drude modelo, metal dili natural nga pares uban sa electromagnetic balud sa libre nga luna ug kinabig enerhiya. Kinahanglan nga gamiton ang ubang mga materyales aron mapukaw ang mga balud sa ibabaw nga plasma. Ang mga balud sa plasma sa nawong paspas nga madunot sa parallel nga direksyon sa interface sa metal-substrate. Sa diha nga ang metal nga konduktor nagpahigayon sa direksyon nga patindog sa ibabaw, usa ka epekto sa panit mahitabo. Dayag nga, tungod sa gamay nga gidak-on sa antenna, adunay epekto sa panit sa taas nga frequency band, nga hinungdan nga ang pasundayag sa antenna mohinay pag-ayo ug dili makatagbo sa mga kinahanglanon sa terahertz antenna. Ang ibabaw nga plasmon sa graphene dili lamang adunay mas taas nga pwersa sa pagbugkos ug ubos nga pagkawala, apan nagsuporta usab sa padayon nga pag-tune sa elektrisidad. Dugang pa, ang graphene adunay komplikado nga conductivity sa terahertz band. Busa, ang hinay nga pagsabwag sa balud adunay kalabotan sa mode sa plasma sa mga frequency sa terahertz. Kini nga mga kinaiya hingpit nga nagpakita sa posibilidad sa graphene sa pag-ilis sa metal nga mga materyales sa terahertz band.
Base sa polarization nga kinaiya sa graphene surface plasmons, Figure 12 nagpakita sa usa ka bag-o nga matang sa strip antenna, ug nagsugyot sa porma sa banda sa mga kinaiya sa pagpadaghan sa mga balod sa plasma sa graphene. Ang disenyo sa tunable antenna band naghatag ug bag-ong paagi sa pagtuon sa propagation nga mga kinaiya sa bag-ong materyal nga terahertz antennas.
Figure 12 Bag-ong strip antenna
Dugang sa pagsuhid sa yunit sa bag-ong materyal nga mga elemento sa terahertz antenna, ang graphene nanopatch terahertz antennas mahimo usab nga gidisenyo isip mga arrays sa paghimo sa terahertz multi-input multi-output antenna communication systems. Ang istruktura sa antenna gipakita sa Figure 13. Base sa talagsaon nga mga kabtangan sa graphene nanopatch antennas, ang mga elemento sa antenna adunay micron-scale nga mga sukat. Ang kemikal nga alisngaw nga deposition direkta nga nag-synthesize sa lain-laing mga graphene nga mga imahe sa usa ka nipis nga nickel layer ug gibalhin kini sa bisan unsang substrate. Pinaagi sa pagpili sa usa ka angay nga gidaghanon sa mga sangkap ug pagbag-o sa electrostatic bias boltahe, ang direksyon sa radiation mahimong epektibo nga mabag-o, nga maghimo sa sistema nga ma-reconfigurable.
Figure 13 Graphene nanopatch terahertz antenna array
Ang panukiduki sa bag-ong mga materyales usa ka bag-ong direksyon. Ang kabag-ohan sa mga materyales gilauman nga makalusot sa mga limitasyon sa tradisyonal nga mga antenna ug makahimo og lain-laing mga bag-ong antenna, sama sa reconfigurable metamaterials, two-dimensional (2D) nga mga materyales, ug uban pa. mga materyales ug ang pag-uswag sa teknolohiya sa proseso. Sa bisan unsang kaso, ang pag-uswag sa mga terahertz antenna nanginahanglan mga bag-ong materyales, tukma nga teknolohiya sa pagproseso ug mga istruktura sa disenyo sa nobela aron matubag ang taas nga ganansya, mubu nga gasto ug lapad nga mga kinahanglanon sa bandwidth sa mga terahertz antenna.
Ang mosunod nagpaila sa sukaranang mga prinsipyo sa tulo ka matang sa terahertz antennas: metal antennas, dielectric antenna ug bag-ong materyal nga antenna, ug nag-analisar sa ilang mga kalainan ug mga bentaha ug mga disbentaha.
1. Metal antenna: Ang geometry yano, sayon nga iproseso, medyo ubos nga gasto, ug ubos nga mga kinahanglanon alang sa substrate nga mga materyales. Bisan pa, ang mga metal nga antenna naggamit usa ka mekanikal nga pamaagi aron ma-adjust ang posisyon sa antenna, nga dali nga adunay mga sayup. Kung ang pag-adjust dili husto, ang performance sa antenna mokunhod pag-ayo. Bisan kung ang metal nga antenna gamay sa gidak-on, lisud ang pag-assemble gamit ang planar circuit.
2. Dielectric antenna: Ang dielectric antenna adunay ubos nga input impedance, sayon nga ipares sa ubos nga impedance detector, ug medyo yano nga makonektar sa planar circuit. Ang geometric nga porma sa dielectric antennas naglakip sa butterfly shape, double U shape, conventional logarithmic shape ug logarithmic periodic sine shape. Bisan pa, ang mga dielectric antenna adunay usab usa ka makamatay nga sayup, nga mao ang epekto sa balud sa nawong nga gipahinabo sa baga nga substrate. Ang solusyon mao ang pag-load sa usa ka lente ug pag-ilis sa dielectric substrate sa usa ka EBG nga istruktura. Ang duha ka solusyon nanginahanglan ug kabag-ohan ug padayon nga pag-uswag sa teknolohiya sa proseso ug mga materyales, apan ang ilang maayo kaayo nga pasundayag (sama sa omnidirectionality ug pagsumpo sa balud sa nawong) makahatag mga bag-ong ideya alang sa panukiduki sa mga terahertz antenna.
3. Bag-ong materyal nga mga antenna: Sa pagkakaron, ang mga bag-ong dipole antenna nga gama sa carbon nanotubes ug bag-ong mga istruktura sa antenna nga gama sa metamaterial mitungha. Ang mga bag-ong materyales mahimo’g magdala og bag-ong mga kalampusan sa pasundayag, apan ang panguna mao ang kabag-ohan sa siyensya sa mga materyales. Sa pagkakaron, ang panukiduki bahin sa bag-ong materyal nga mga antenna naa pa sa yugto sa eksplorasyon, ug daghang mga yawe nga teknolohiya ang dili igo nga pagkahamtong.
Sa katingbanan, ang lainlaing mga lahi sa terahertz antenna mahimong mapili sumala sa mga kinahanglanon sa disenyo:
1) Kung gikinahanglan ang yano nga disenyo ug mubu nga gasto sa produksiyon, ang mga metal antenna mahimong mapili.
2) Kung gikinahanglan ang taas nga integrasyon ug ubos nga input impedance, ang mga dielectric antenna mahimong mapili.
3) Kung gikinahanglan ang usa ka breakthrough sa performance, ang bag-ong materyal nga mga antenna mahimong mapili.
Ang mga disenyo sa ibabaw mahimo usab nga ipasibo sumala sa piho nga mga kinahanglanon. Pananglitan, ang duha ka matang sa mga antenna mahimong ikombinar aron makaangkon og dugang nga mga bentaha, apan ang pamaagi sa asembliya ug teknolohiya sa disenyo kinahanglang makatagbo sa mas higpit nga mga kinahanglanon.
Aron makakat-on pa bahin sa mga antenna, palihug bisitaha ang:
Oras sa pag-post: Aug-02-2024
