Κατασκευασμένο μεταϋλικά Ενεργοποίηση Αξίζει να σημειωθεί ότι μικρές κεραίες

Published on January 26, 2010 at 5:44 PM

Σε μια εκ των προτέρων ότι θα ενδιέφερε Q-Branch, οι ιθύνοντες gadget για τον James Bond, το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και τους εταίρους από τη βιομηχανία και τον ακαδημαϊκό κόσμο έχουν σχεδιαστεί και δοκιμαστεί πειραματικά κεραίες που είναι εξαιρετικά αποτελεσματική και ακόμη ένα κλάσμα του μεγέθους τυποποιημένων συστημάτων κεραιών με συγκρίσιμες ιδιότητες.

Αυτή η κεραία Z δοκιμάζεται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας είναι μικρότερη από μια τυπική κεραία με ανάλογες ιδιότητες. Υψηλή απόδοση του προέρχεται από το "στοιχείο Ζ" μέσα στο τετράγωνο που λειτουργεί ως μετα-υλικό, σε μεγάλο βαθμό την ενίσχυση του σήματος που αποστέλλεται μέσω του αέρα. Η πλατεία είναι 30 χιλιοστά σε μια πλευρά. Credit: Holloway Γ. / NIST

Οι κεραίες μυθιστόρημα μπορεί να είναι χρήσιμη σε όλο και συρρικνώνεται και πολλαπλασιάζονται ασύρματα συστήματα, όπως έκτακτης ανάγκης συσκευές επικοινωνίας, μικρο-αισθητήρες και φορητές συσκευές εδάφους διεισδυτική ραντάρ για την αναζήτηση σήραγγες, σπήλαια και άλλα γεωφυσικά χαρακτηριστικά.

NIST μηχανικοί εργάζονται με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (Tucson) και η Boeing Έρευνας & Τεχνολογίας (Seattle, Wash) για το σχεδιασμό κεραιών ενσωμάτωση μεταϋλικά-υλικά κατασκευασμένα με μυθιστόρημα, συχνά μικροσκοπικών, δομών για την παραγωγή ασυνήθιστες ιδιότητες. Οι νέες κεραίες εκπέμπουν όσο το 95 τοις εκατό του ραδιοφωνικού σήματος εισόδου και ακόμα αψηφούν κανονικές παραμέτρους σχεδιασμού. Πρότυπο κεραίες πρέπει να είναι τουλάχιστον το μισό μέγεθος από το μήκος κύματος του σήματος να λειτουργεί αποτελεσματικά? Στα 300 MHz, για παράδειγμα, μια κεραία θα πρέπει να είναι μισό μέτρο μακριά. Η πειραματική κεραίες είναι τόσο μικρές όσο ένα πεντηκοστό του μήκους κύματος και μπορεί να συρρικνωθεί περαιτέρω.

Στην τελευταία πρωτότυπη συσκευή τους, * η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια κεραία μεταλλικό σύρμα εκτυπώνονται σε μια μικρή πλατεία του χαλκού μέτρησης μικρότερη από 65 χιλιοστά σε μια πλευρά. Η κεραία συνδέεται με καλώδιο σε μια πηγή σήματος. Τοποθετημένη στο πίσω μέρος της πλατείας είναι ένα "Z στοιχείο" που δρα ως μετα-υλικό-a Z σχήμα ταινία του χαλκού με ένα πηνίο (μια συσκευή που αποθηκεύει την ενέργεια μαγνητικά) στο κέντρο (βλέπε φωτογραφία).

«Ο σκοπός μιας κεραίας είναι η έναρξη της ενέργειας σε ελεύθερο χώρο», εξηγεί ο NIST μηχανικός Christopher Holloway, "Αλλά το πρόβλημα με τις κεραίες που είναι πολύ μικρές σε σύγκριση με το μήκος κύματος είναι ότι η πλειονότητα των σημάτων ακριβώς γίνεται αντανακλάται πίσω στην πηγή. Η μετα-υλικό καθιστά την κεραία συμπεριφέρεται σαν να ήταν πολύ μεγαλύτερο από ό, τι είναι πραγματικά, επειδή η κεραία ενέργειας δομή των προμηθειών πλοίων και εκ νέου ακτινοβολεί. "Συμβατική σχεδιασμό κεραιών, Holloway λέει, πετυχαίνουν παρόμοια αποτελέσματα με την προσθήκη ογκώδη" matching δίκτυο "συστατικά για να αύξηση της απόδοσης, αλλά το σύστημα μετα-υλικό μπορεί να γίνει πολύ μικρότερο. Ακόμη πιο ενδιαφέρουσα, Holloway λέει, "αυτά τα μετα-υλικά είναι πολύ πιο« ευέλικτη συχνότητα. " Είναι πιθανόν θα μπορούσαμε να συντονιστείτε να εργαστούν σε οποιαδήποτε συχνότητα που θέλουμε, σχετικά με την πετάξει, "σε βαθμό που δεν είναι δυνατόν με συμβατικά σχέδια.

Οι κεραίες Z σχεδιάστηκαν στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και συνθετικά και μερικώς μετράται σε Boeing Έρευνας & Τεχνολογίας. Οι μετρήσεις απόδοσης ισχύος πραγματοποιήθηκαν στις NIST εργαστήρια στο Boulder του Κολοράντο Η εν εξελίξει έρευνα χρηματοδοτείται από το Research Projects Defense Advanced Οργανισμού.

* RW Ziolkowski, Π. Jin, JA Nielsen, MH Tanielian και CL Holloway. Σχεδιασμός και πειραματική επαλήθευση του Z κεραιών σε UHF συχνότητες. IEEE Κεραίες Ασύρματο Propag. Lett., 2009 vol. 8, σελ. 1329-1332.

Last Update: 6. October 2011 08:42

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