Me popullaritetin në rritje të pajisjeve pa tel, shërbimet e të dhënave kanë hyrë në një periudhë të re zhvillimi të shpejtë, të njohur edhe si rritja shpërthyese e shërbimeve të të dhënave. Aktualisht, një numër i madh aplikacionesh po migrojnë gradualisht nga kompjuterët në pajisjet pa tel, siç janë telefonat celularë, të cilët janë të lehtë për t'u mbajtur dhe për t'u përdorur në kohë reale, por kjo situatë ka çuar gjithashtu në një rritje të shpejtë të trafikut të të dhënave dhe mungesë të burimeve të bandwidth-it. Sipas statistikave, shkalla e të dhënave në treg mund të arrijë Gbps ose edhe Tbps në 10 deri në 15 vitet e ardhshme. Aktualisht, komunikimi THz ka arritur një shkallë të dhënash Gbps, ndërsa shkalla e të dhënave Tbps është ende në fazat e hershme të zhvillimit. Një punim i lidhur rendit progresin më të fundit në shkallët e të dhënave Gbps bazuar në brezin THz dhe parashikon që Tbps mund të arrihet përmes multipleksimit të polarizimit. Prandaj, për të rritur shkallën e transmetimit të të dhënave, një zgjidhje e realizueshme është të zhvillohet një brez i ri frekuencash, i cili është brezi teraherc, i cili është në "zonën bosh" midis mikrovalëve dhe dritës infra të kuqe. Në Konferencën Botërore të Radiokomunikacionit të ITU-së (WRC-19) në vitin 2019, diapazoni i frekuencave 275-450 GHz është përdorur për shërbimet fikse dhe tokësore mobile. Mund të shihet se sistemet e komunikimit pa tel teraherc kanë tërhequr vëmendjen e shumë studiuesve.
Valët elektromagnetike teraherc përcaktohen përgjithësisht si brezi i frekuencave 0.1-10 THz (1 THz=1012 Hz) me një gjatësi vale prej 0.03-3 mm. Sipas standardit IEEE, valët teraherc përcaktohen si 0.3-10 THz. Figura 1 tregon se brezi i frekuencave teraherc është midis mikrovalëve dhe dritës infra të kuqe.
Fig. 1 Diagrama skematike e brezit të frekuencave THz.
Zhvillimi i Antenave Terahertz
Edhe pse kërkimet mbi rrezatimin teraherc filluan në shekullin e 19-të, ato nuk u studiuan si një fushë e pavarur në atë kohë. Kërkimet mbi rrezatimin teraherc u përqendruan kryesisht në brezin e largët infra të kuq. Vetëm nga mesi deri në fund të shekullit të 20-të, studiuesit filluan të përparonin kërkimet mbi valët milimetrike në brezin teraherc dhe të kryenin kërkime të specializuara mbi teknologjinë teraherc.
Në vitet 1980, shfaqja e burimeve të rrezatimit teraherc e bëri të mundur zbatimin e valëve teraherc në sistemet praktike. Që nga shekulli i 21-të, teknologjia e komunikimit pa tel është zhvilluar me shpejtësi dhe kërkesa e njerëzve për informacion dhe rritja e pajisjeve të komunikimit kanë paraqitur kërkesa më të rrepta mbi shkallën e transmetimit të të dhënave të komunikimit. Prandaj, një nga sfidat e teknologjisë së komunikimit në të ardhmen është të operojë me një shkallë të lartë të dhënash prej gigabitësh për sekondë në një vendndodhje. Nën zhvillimin aktual ekonomik, burimet e spektrit janë bërë gjithnjë e më të pakta. Megjithatë, kërkesat njerëzore për kapacitet dhe shpejtësi komunikimi janë të pafundme. Për problemin e mbingarkesës së spektrit, shumë kompani përdorin teknologjinë me hyrje të shumëfishta dhe dalje të shumëfishta (MIMO) për të përmirësuar efikasitetin e spektrit dhe kapacitetin e sistemit përmes multipleksimit hapësinor. Me përparimin e rrjeteve 5G, shpejtësia e lidhjes së të dhënave të secilit përdorues do të kalojë Gbps dhe trafiku i të dhënave të stacioneve bazë gjithashtu do të rritet ndjeshëm. Për sistemet tradicionale të komunikimit me valë milimetrike, lidhjet me mikrovalë nuk do të jenë në gjendje të trajtojnë këto rrjedha të mëdha të të dhënave. Përveç kësaj, për shkak të ndikimit të vijës së shikimit, distanca e transmetimit të komunikimit infra të kuq është e shkurtër dhe vendndodhja e pajisjeve të tij të komunikimit është e fiksuar. Prandaj, valët THz, të cilat janë midis mikrovalëve dhe infra të kuqes, mund të përdoren për të ndërtuar sisteme komunikimi me shpejtësi të lartë dhe për të rritur shpejtësinë e transmetimit të të dhënave duke përdorur lidhje THz.
Valët teraherc mund të ofrojnë një brez të gjerë komunikimi më të gjerë, dhe diapazoni i frekuencave të tyre është rreth 1000 herë më i lartë se ai i komunikimeve mobile. Prandaj, përdorimi i THz për të ndërtuar sisteme komunikimi pa tel me shpejtësi ultra të lartë është një zgjidhje premtuese për sfidën e shpejtësive të larta të të dhënave, e cila ka tërhequr interesin e shumë ekipeve kërkimore dhe industrive. Në shtator 2017, u publikua standardi i parë i komunikimit pa tel THz IEEE 802.15.3d-2017, i cili përcakton shkëmbimin e të dhënave pikë-në-pikë në diapazonin e frekuencave më të ulëta THz prej 252-325 GHz. Shtresa fizike alternative (PHY) e lidhjes mund të arrijë shpejtësi të dhënash deri në 100 Gbps në breza të ndryshëm.
Sistemi i parë i suksesshëm i komunikimit THz prej 0.12 THz u krijua në vitin 2004, dhe sistemi i komunikimit THz prej 0.3 THz u realizua në vitin 2013. Tabela 1 rendit progresin e kërkimit të sistemeve të komunikimit teraherc në Japoni nga viti 2004 deri në vitin 2013.
Tabela 1 Progresi i kërkimit të sistemeve të komunikimit teraherc në Japoni nga viti 2004 deri në vitin 2013
Struktura e antenës së një sistemi komunikimi të zhvilluar në vitin 2004 u përshkrua në detaje nga Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) në vitin 2005. Konfigurimi i antenës u prezantua në dy raste, siç tregohet në Figurën 2.
Figura 2 Diagrama skematike e sistemit të komunikimit pa tel NTT 120 GHz të Japonisë
Sistemi integron konvertimin fotoelektrik dhe antenën dhe miraton dy mënyra pune:
1. Në një mjedis të brendshëm me rreze të afërt, transmetuesi i antenës planare që përdoret brenda përbëhet nga një çip fotodiodë bartëse me një linjë të vetme (UTC-PD), një antenë me çarje planare dhe një lente silikoni, siç tregohet në Figurën 2(a).
2. Në një mjedis të jashtëm me rreze të gjatë veprimi, për të përmirësuar ndikimin e humbjeve të mëdha të transmetimit dhe ndjeshmërisë së ulët të detektorit, antena transmetuese duhet të ketë fitim të lartë. Antena ekzistuese teraherc përdor një lente optike Gausiane me një fitim prej më shumë se 50 dBi. Kombinimi i bririt të furnizimit dhe lentes dielektrike tregohet në Figurën 2(b).
Përveç zhvillimit të një sistemi komunikimi 0.12 THz, NTT zhvilloi gjithashtu një sistem komunikimi 0.3 THz në vitin 2012. Nëpërmjet optimizimit të vazhdueshëm, shkalla e transmetimit mund të jetë deri në 100 Gbps. Siç mund të shihet nga Tabela 1, ajo ka dhënë një kontribut të madh në zhvillimin e komunikimit teraherc. Megjithatë, puna aktuale kërkimore ka disavantazhet e frekuencës së ulët të funksionimit, madhësisë së madhe dhe kostos së lartë.
Shumica e antenave teraherc që përdoren aktualisht janë të modifikuara nga antenat me valë milimetrike, dhe ka pak risi në antenat teraherc. Prandaj, për të përmirësuar performancën e sistemeve të komunikimit teraherc, një detyrë e rëndësishme është optimizimi i antenave teraherc. Tabela 2 rendit progresin e kërkimit të komunikimit gjerman THz. Figura 3 (a) tregon një sistem përfaqësues të komunikimit pa tel THz që kombinon fotonikën dhe elektronikën. Figura 3 (b) tregon skenën e testimit në tunelin e erës. Duke gjykuar nga situata aktuale e kërkimit në Gjermani, kërkimi dhe zhvillimi i tij ka gjithashtu disavantazhe të tilla si frekuenca e ulët e funksionimit, kostoja e lartë dhe efikasiteti i ulët.
Tabela 2 Progresi i hulumtimit të komunikimit THz në Gjermani
Figura 3 Skena e provës në tunelin e erës
Qendra e Teknologjisë së Informacionit dhe Komunikimit CSIRO ka filluar gjithashtu kërkime mbi sistemet e komunikimit pa tel THz në ambiente të mbyllura. Qendra studioi marrëdhënien midis vitit dhe frekuencës së komunikimit, siç tregohet në Figurën 4. Siç mund të shihet nga Figura 4, deri në vitin 2020, kërkimet mbi komunikimet pa tel tentojnë të shkojnë drejt brezit THz. Frekuenca maksimale e komunikimit duke përdorur spektrin e radios rritet rreth dhjetë herë çdo njëzet vjet. Qendra ka bërë rekomandime mbi kërkesat për antenat THz dhe ka propozuar antena tradicionale si brirët dhe lentet për sistemet e komunikimit THz. Siç tregohet në Figurën 5, dy antena brirësh punojnë në 0.84THz dhe 1.7THz përkatësisht, me një strukturë të thjeshtë dhe performancë të mirë të rrezes Gaussian.
Figura 4 Marrëdhënia midis vitit dhe frekuencës
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Figura 5 Dy lloje antenash me brirë
Shtetet e Bashkuara kanë kryer kërkime të gjera mbi emetimin dhe zbulimin e valëve teraherc. Laboratorët e famshëm të kërkimit teraherc përfshijnë Laboratorin e Propulsionit me Avion (JPL), Qendrën e Përshpejtuesve Linearë Stanford (SLAC), Laboratorin Kombëtar të SHBA-së (LLNL), Administratën Kombëtare të Aeronautikës dhe Hapësirës (NASA), Fondacionin Kombëtar të Shkencës (NSF), etj. Janë projektuar antena të reja teraherc për aplikime teraherc, të tilla si antena me formë harku dhe antena drejtuese me rreze frekuence. Sipas zhvillimit të antenave teraherc, mund të marrim tre ide themelore projektimi për antenat teraherc aktualisht, siç tregohet në Figurën 6.
Figura 6 Tre ide themelore të projektimit për antenat teraherc
Analiza e mësipërme tregon se, megjithëse shumë vende i kanë kushtuar vëmendje të madhe antenave teraherc, ato janë ende në fazën fillestare të eksplorimit dhe zhvillimit. Për shkak të humbjes së lartë të përhapjes dhe thithjes molekulare, antenat THz zakonisht kufizohen nga distanca e transmetimit dhe mbulimi. Disa studime përqendrohen në frekuencat më të ulëta operative në brezin THz. Hulumtimi ekzistues i antenave teraherc përqendrohet kryesisht në përmirësimin e fitimit duke përdorur antena me lente dielektrike, etj., dhe në përmirësimin e efikasitetit të komunikimit duke përdorur algoritme të përshtatshme. Përveç kësaj, mënyra e përmirësimit të efikasitetit të paketimit të antenave teraherc është gjithashtu një çështje shumë urgjente.
Antena të përgjithshme THz
Ekzistojnë shumë lloje antenash THz në dispozicion: antena dipole me zgavra konike, vargje reflektorësh këndorë, dipole me hark, antena planare me lente dielektrike, antena fotopërçuese për gjenerimin e burimeve të rrezatimit me burim THz, antena me brirë, antena THz të bazuara në materiale grafeni, etj. Sipas materialeve të përdorura për të bërë antenat THz, ato mund të ndahen përafërsisht në antena metalike (kryesisht antena me brirë), antena dielektrike (antena me lente) dhe antena me materiale të reja. Ky seksion së pari jep një analizë paraprake të këtyre antenave, dhe më pas në seksionin tjetër, pesë antena tipike THz prezantohen në detaje dhe analizohen në thellësi.
1. Antena metalike
Antena me bri është një antenë tipike metalike që është projektuar për të punuar në bandën THz. Antena e një marrësi klasik të valëve milimetrike është një bri konik. Antenat e valëzuara dhe ato me dy modalitete kanë shumë përparësi, duke përfshirë modelet e rrezatimit simetrik rrotullues, fitim të lartë prej 20 deri në 30 dBi dhe nivel të ulët të polarizimit kryq prej -30 dB, dhe efikasitet çiftëzimi prej 97% deri në 98%. Gjerësitë e brezave të disponueshme të dy antenave me bri janë përkatësisht 30%-40% dhe 6%-8%.
Meqenëse frekuenca e valëve teraherc është shumë e lartë, madhësia e antenës me bri është shumë e vogël, gjë që e bën përpunimin e bririt shumë të vështirë, veçanërisht në projektimin e vargjeve të antenave, dhe kompleksiteti i teknologjisë së përpunimit çon në kosto të tepërt dhe prodhim të kufizuar. Për shkak të vështirësisë në prodhimin e pjesës së poshtme të dizajnit kompleks të bririt, zakonisht përdoret një antenë e thjeshtë me bri në formën e një briri konik ose konik, i cili mund të zvogëlojë koston dhe kompleksitetin e procesit, dhe performanca e rrezatimit të antenës mund të mbahet mirë.
Një tjetër antenë metalike është një antenë piramidale me valë udhëtuese, e cila përbëhet nga një antenë me valë udhëtuese e integruar në një film dielektrik 1.2 mikronësh dhe e pezulluar në një zgavër gjatësore të gdhendur në një pllakë silikoni, siç tregohet në Figurën 7. Kjo antenë është një strukturë e hapur që është e pajtueshme me diodat Schottky. Për shkak të strukturës së saj relativisht të thjeshtë dhe kërkesave të ulëta të prodhimit, ajo mund të përdoret përgjithësisht në brezat e frekuencave mbi 0.6 THz. Megjithatë, niveli i lobit anësor dhe niveli i polarizimit kryq të antenës janë të larta, ndoshta për shkak të strukturës së saj të hapur. Prandaj, efikasiteti i saj i çiftëzimit është relativisht i ulët (rreth 50%).
Figura 7 Antenë piramidale me valë udhëtuese
2. Antenë dielektrike
Antena dielektrike është një kombinim i një substrati dielektrik dhe një radiatori antene. Përmes projektimit të duhur, antena dielektrike mund të arrijë përputhjen e impedancës me detektorin dhe ka avantazhet e procesit të thjeshtë, integrimit të lehtë dhe kostos së ulët. Në vitet e fundit, studiuesit kanë projektuar disa antena anësore me brez të ngushtë dhe të gjerë që mund të përputhen me detektorët me impedancë të ulët të antenave dielektrike teraherc: antenë flutur, antenë në formë U-je të dyfishtë, antenë logaritmike periodike dhe antenë sinusoidale logaritmike periodike, siç tregohet në Figurën 8. Përveç kësaj, gjeometri më komplekse të antenave mund të projektohen përmes algoritmeve gjenetike.
Figura 8 Katër lloje antenash planare
Megjithatë, meqenëse antena dielektrike është e kombinuar me një substrat dielektrik, do të ndodhë një efekt vale sipërfaqësore kur frekuenca tenton drejt brezit THz. Ky disavantazh fatal do të bëjë që antena të humbasë shumë energji gjatë funksionimit dhe të çojë në një ulje të ndjeshme të efikasitetit të rrezatimit të antenës. Siç tregohet në Figurën 9, kur këndi i rrezatimit të antenës është më i madh se këndi i prerjes, energjia e saj kufizohet në substratin dielektrik dhe shoqërohet me modalitetin e substratit.
Figura 9 Efekti i valës sipërfaqësore të antenës
Ndërsa trashësia e substratit rritet, numri i modave të rendit të lartë rritet dhe çiftëzimi midis antenës dhe substratit rritet, duke rezultuar në humbje energjie. Për të dobësuar efektin e valës sipërfaqësore, ekzistojnë tre skema optimizimi:
1) Vendosni një lente në antenë për të rritur fitimin duke përdorur karakteristikat e formimit të rrezes së valëve elektromagnetike.
2) Zvogëloni trashësinë e substratit për të shtypur gjenerimin e modave të rendit të lartë të valëve elektromagnetike.
3) Zëvendësoni materialin dielektrik të substratit me një boshllëk brezash elektromagnetik (EBG). Karakteristikat e filtrimit hapësinor të EBG mund të shtypin modat e rendit të lartë.
3. Antena me material të ri
Përveç dy antenave të mësipërme, ekziston edhe një antenë teraherc e bërë nga materiale të reja. Për shembull, në vitin 2006, Jin Hao et al. propozuan një antenë dipole me nanotub karboni. Siç tregohet në Figurën 10 (a), dipoli është bërë nga nanotub karboni në vend të materialeve metalike. Ai studioi me kujdes vetitë infra të kuqe dhe optike të antenës dipole me nanotub karboni dhe diskutoi karakteristikat e përgjithshme të antenës dipole me nanotub karboni me gjatësi të kufizuar, të tilla si impedanca e hyrjes, shpërndarja e rrymës, fitimi, efikasiteti dhe modeli i rrezatimit. Figura 10 (b) tregon marrëdhënien midis impedancës së hyrjes dhe frekuencës së antenës dipole me nanotub karboni. Siç mund të shihet në Figurën 10 (b), pjesa imagjinare e impedancës së hyrjes ka zero të shumëfishta në frekuenca më të larta. Kjo tregon se antena mund të arrijë rezonanca të shumëfishta në frekuenca të ndryshme. Natyrisht, antena me nanotub karboni shfaq rezonancë brenda një diapazoni të caktuar frekuencash (frekuenca më të ulëta THz), por është plotësisht e paaftë të rezonojë jashtë këtij diapazoni.
Figura 10 (a) Antenë dipole me nanotub karboni. (b) Kurba e impedancës hyrëse-frekuencës
Në vitin 2012, Samir F. Mahmoud dhe Ayed R. AlAjmi propozuan një strukturë të re antene teraherc bazuar në nanotubat e karbonit, e cila përbëhet nga një tufë nanotubash karboni të mbështjellë në dy shtresa dielektrike. Shtresa e brendshme dielektrike është një shtresë shkume dielektrike, dhe shtresa dielektrike e jashtme është një shtresë metamateriali. Struktura specifike tregohet në Figurën 11. Nëpërmjet testimit, performanca e rrezatimit të antenës është përmirësuar krahasuar me nanotubat e karbonit me një mur.
Figura 11 Antenë e re teraherc bazuar në nanotuba karboni
Antenat e reja me material teraherc të propozuara më sipër janë kryesisht tre-dimensionale. Për të përmirësuar gjerësinë e brezit të antenës dhe për të krijuar antena konformale, antenat planare të grafenit kanë marrë vëmendje të gjerë. Grafeni ka karakteristika të shkëlqyera të kontrollit të vazhdueshëm dinamik dhe mund të gjenerojë plazmë sipërfaqësore duke rregulluar tensionin e polarizimit. Plazma sipërfaqësore ekziston në ndërfaqen midis substrateve me konstante dielektrike pozitive (si Si, SiO2, etj.) dhe substrateve me konstante dielektrike negative (si metalet e çmuara, grafeni, etj.). Ekziston një numër i madh i "elektroneve të lira" në përçues si metalet e çmuara dhe grafeni. Këto elektrone të lira quhen edhe plazma. Për shkak të fushës potenciale të natyrshme në përçues, këto plazma janë në një gjendje të qëndrueshme dhe nuk shqetësohen nga bota e jashtme. Kur energjia e valës elektromagnetike incidente lidhet me këto plazma, plazmat do të devijojnë nga gjendja e qëndrueshme dhe do të vibrojnë. Pas konvertimit, mënyra elektromagnetike formon një valë magnetike tërthore në ndërfaqe. Sipas përshkrimit të marrëdhënies së shpërndarjes së plazmës sipërfaqësore metalike nga modeli Drude, metalet nuk mund të çiftëzohen natyrshëm me valët elektromagnetike në hapësirë të lirë dhe të konvertojnë energji. Është e nevojshme të përdoren materiale të tjera për të ngacmuar valët sipërfaqësore të plazmës. Valët sipërfaqësore të plazmës zbërthehen me shpejtësi në drejtimin paralel të ndërfaqes metal-substrat. Kur përçuesi metalik përçon në drejtimin pingul me sipërfaqen, ndodh një efekt lëkure. Natyrisht, për shkak të madhësisë së vogël të antenës, ekziston një efekt lëkure në brezin e frekuencave të larta, i cili shkakton një rënie të ndjeshme të performancës së antenës dhe nuk mund të përmbushë kërkesat e antenave teraherc. Plazmoni sipërfaqësor i grafenit jo vetëm që ka forcë më të lartë lidhëse dhe humbje më të ulët, por gjithashtu mbështet akordimin e vazhdueshëm elektrik. Përveç kësaj, grafeni ka përçueshmëri komplekse në brezin teraherc. Prandaj, përhapja e valës së ngadaltë lidhet me modalitetin e plazmës në frekuencat teraherc. Këto karakteristika demonstrojnë plotësisht mundësinë e grafenit për të zëvendësuar materialet metalike në brezin teraherc.
Bazuar në sjelljen e polarizimit të plazmoneve sipërfaqësore të grafenit, Figura 12 tregon një lloj të ri të antenës me shirit dhe propozon formën e brezit të karakteristikave të përhapjes së valëve të plazmës në grafen. Projektimi i brezit të antenës së akordueshme ofron një mënyrë të re për të studiuar karakteristikat e përhapjes së antenave të reja teraherc prej materiali.
Figura 12 Antenë e re me shirit
Përveç eksplorimit të elementëve të antenave teraherc me material të ri, antenat teraherc me nanopatch të grafenit mund të projektohen gjithashtu si vargje për të ndërtuar sisteme komunikimi antenash teraherc me shumë hyrje dhe shumë dalje. Struktura e antenës tregohet në Figurën 13. Bazuar në vetitë unike të antenave nanopatch të grafenit, elementët e antenave kanë dimensione në shkallë mikroni. Depozitimi kimik i avujve sintetizon drejtpërdrejt imazhe të ndryshme të grafenit në një shtresë të hollë nikeli dhe i transferon ato në çdo substrat. Duke zgjedhur një numër të përshtatshëm komponentësh dhe duke ndryshuar tensionin e polarizimit elektrostatik, drejtimi i rrezatimit mund të ndryshohet në mënyrë efektive, duke e bërë sistemin të rikonfigurueshëm.
Figura 13 Matricë antenash teraherc me nanopatch grafeni
Hulumtimi i materialeve të reja është një drejtim relativisht i ri. Inovacioni i materialeve pritet të thyejë kufizimet e antenave tradicionale dhe të zhvillojë një sërë antenash të reja, të tilla si metamaterialet e rikonfigurueshme, materialet dy-dimensionale (2D), etj. Megjithatë, ky lloj antene varet kryesisht nga inovacioni i materialeve të reja dhe përparimi i teknologjisë së procesit. Sidoqoftë, zhvillimi i antenave teraherc kërkon materiale inovative, teknologji të saktë përpunimi dhe struktura të reja projektimi për të përmbushur kërkesat e antenave teraherc për fitim të lartë, kosto të ulët dhe gjerësi të gjerë të brezit.
Më poshtë prezantohen parimet themelore të tre llojeve të antenave teraherc: antenat metalike, antenat dielektrike dhe antenat nga materiale të reja, dhe analizohen ndryshimet, avantazhet dhe disavantazhet e tyre.
1. Antena metalike: Gjeometria është e thjeshtë, e lehtë për t’u përpunuar, me kosto relativisht të ulët dhe kërkesa të ulëta për materialet e substratit. Megjithatë, antenat metalike përdorin një metodë mekanike për të rregulluar pozicionin e antenës, e cila është e prirur ndaj gabimeve. Nëse rregullimi nuk është i saktë, performanca e antenës do të reduktohet shumë. Edhe pse antena metalike është e vogël në madhësi, është e vështirë të montohet me një qark planar.
2. Antena dielektrike: Antena dielektrike ka një impedancë të ulët hyrëse, është e lehtë për t'u përputhur me një detektor me impedancë të ulët dhe është relativisht e thjeshtë për t'u lidhur me një qark planar. Format gjeometrike të antenave dielektrike përfshijnë formën e fluturës, formën e dyfishtë U, formën konvencionale logaritmike dhe formën periodike logaritmike të sinusoidit. Megjithatë, antenat dielektrike kanë edhe një të metë fatale, përkatësisht efektin e valës sipërfaqësore të shkaktuar nga substrati i trashë. Zgjidhja është të ngarkohet një lente dhe të zëvendësohet substrati dielektrik me një strukturë EBG. Të dyja zgjidhjet kërkojnë inovacion dhe përmirësim të vazhdueshëm të teknologjisë së procesit dhe materialeve, por performanca e tyre e shkëlqyer (siç është omnidireksionaliteti dhe shtypja e valëve sipërfaqësore) mund të ofrojë ide të reja për kërkimin e antenave teraherc.
3. Antena me materiale të reja: Aktualisht, janë shfaqur antena të reja dipole të bëra nga nanotuba karboni dhe struktura të reja antenash të bëra nga metamateriale. Materialet e reja mund të sjellin përparime të reja në performancë, por premisa është inovacioni i shkencës së materialeve. Aktualisht, kërkimi mbi antenat me materiale të reja është ende në fazën eksploruese dhe shumë teknologji kyçe nuk janë mjaftueshëm të pjekura.
Si përmbledhje, lloje të ndryshme të antenave teraherc mund të zgjidhen sipas kërkesave të projektimit:
1) Nëse kërkohet dizajn i thjeshtë dhe kosto e ulët prodhimi, mund të zgjidhen antena metalike.
2) Nëse kërkohet integrim i lartë dhe impedancë e ulët hyrëse, mund të zgjidhen antena dielektrike.
3) Nëse kërkohet një përparim në performancë, mund të zgjidhen antena me materiale të reja.
Dizajnet e mësipërme mund të përshtaten edhe sipas kërkesave specifike. Për shembull, dy lloje antenash mund të kombinohen për të fituar më shumë përparësi, por metoda e montimit dhe teknologjia e projektimit duhet të përmbushin kërkesa më të rrepta.
Për të mësuar më shumë rreth antenave, ju lutemi vizitoni:
Koha e postimit: 02 Gusht 2024
