Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Udviklet Metamaterialer Aktiver Bemærkelsesværdigt Lille Antenner

Published on January 26, 2010 at 5:44 PM

I et forskud, som kunne interessere Q-Branch, den gadget beslutningstagere for James Bond, National Institute of Standards and Technology (NIST) og partnere fra industrien og den akademiske verden har designet og testet eksperimentelle antenner, der er meget effektive, og endnu en brøkdel af den størrelse af standard antenne systemer med tilsvarende egenskaber.

Denne Z antenne testet på Det Nationale Institut for Standarder og Teknologi er mindre end en standard antenne med sammenlignelige egenskaber. Den høje effektivitet er afledt af "Z element" inde på pladsen, der fungerer som en metamaterial, i høj grad forstærke signalet sendes via luften. Den firkantede er 30 millimeter på en side. Credit: C. Holloway / NIST

Romanen antenner kan være nyttige i stadigt skrumpende og prolifererende trådløse systemer såsom katastrofebistand kommunikationsenheder, mikro-sensorer og bærbare jord-gennemtrængende radarer til at søge efter tunneler, huler og andre geofysiske funktioner.

NIST ingeniører arbejder sammen med forskere fra University of Arizona (Tucson) og Boeing Research & Technology (Seattle, Wash) til at designe antenner indarbejde metamaterialer-materialer manipuleret med nye, ofte mikroskopiske, strukturer til at producere usædvanlige egenskaber. Den nye antenner udstråler så meget som 95 procent af et input radiosignal og alligevel trodse normale design parametre. Standard antenner skal mindst halvdelen af ​​størrelsen af ​​det signal bølgelængde til at fungere effektivt; på 300 MHz, for eksempel ville en antenne nødt til at være en halv meter lang. Den eksperimentelle antenner er så små som en halvtredsindstyvendedel af en bølgelængde og kunne skrumpe yderligere.

I deres seneste prototype enhed, der bruges * forskerholdet en metaltråd antenne trykt på en lille firkant af kobber måler mindre end 65 millimeter på en side. Antennen er tilsluttet en signalkilde. Monteret på bagsiden af ​​pladsen er en "Z element", der fungerer som en metamaterial-en Z-formet stribe af kobber med en spole (en anordning, der lagrer energi magnetisk) i midten (se foto).

"Formålet med en antenne er at lancere energi ind i fri plads," forklarer NIST ingeniør Christopher Holloway, "Men problemet med antenner, der er meget lille sammenlignet med bølgelængden er, at de fleste af signalet bare bliver reflekteret tilbage til kilden. Den metamaterial gør antennen opfører sig som om det var meget større end den egentlig er, fordi antennen struktur lagrer energi og re-udstråler det. "Konventionelle antenne design, Holloway siger, at opnå en lignende effekt ved at tilføje voluminøse" matchende netværk "komponenter til øge effektiviteten, men metamaterial systemet kan gøres meget mindre. Endnu mere spændende, Holloway siger: "Disse metamaterialer er meget mere 'frekvens adræt." Det er muligt, vi kan tune dem til at arbejde ved alle frekvenser, vi ønsker, on the fly "til en vis grad ikke er muligt med traditionelle design.

Z-antenner er designet på University of Arizona og fremstillede og delvist måles til Boeing Research & Technology. Den strømeffektivitet Målingerne blev udført på NIST laboratorier i Boulder, Colorado den igangværende forskning er sponsoreret af Defense Advanced Research Projects Agency.

* RW Ziolkowski, P. Jin, JA Nielsen, MH Tanielian og CL Holloway. Design og eksperimentel verifikation af Z antenner på UHF frekvenser. IEEE Antenner Trådløse Propag. Lett., 2009 bd. 8, pp. 1329-1332.

Last Update: 9. October 2011 23:08

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit