Metamaterials Direkayasa Aktifkan Antena Hebatnya Kecil

Published on January 26, 2010 at 5:44 PM

Dalam muka yang mungkin menarik bagi Q-Cabang, pembuat gadget untuk James Bond, Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) dan mitra dari industri dan akademisi telah dirancang dan diuji antena eksperimental yang sangat efisien dan belum sebagian kecil dari ukuran sistem antena standar dengan sifat sebanding.

Ini antena Z diuji di Institut Nasional Standar dan Teknologi lebih kecil dari antena standar dengan sifat sebanding. Efisiensi tinggi adalah berasal dari "elemen Z" di dalam alun-alun yang bertindak sebagai metamaterial, sangat meningkatkan sinyal dikirim melalui udara. Persegi adalah 30 milimeter pada sisi. Kredit: C. Holloway / NIST

Antena novel mungkin berguna dalam terus menyusut dan berkembang biak sistem nirkabel seperti perangkat komunikasi darurat, mikro-sensor dan portabel radar penembus tanah untuk mencari terowongan, gua-gua dan fitur geofisika lainnya.

Insinyur NIST bekerja dengan para ilmuwan dari University of Arizona (Tucson) dan Boeing Riset & Teknologi (Seattle, Washington) untuk antena menggabungkan desain metamaterials-bahan rekayasa dengan novel, sering mikroskopis, struktur untuk menghasilkan sifat yang tidak biasa. Para memancarkan antena baru sebanyak 95 persen dari sinyal radio input dan belum menantang parameter desain normal. Standar antena harus setidaknya setengah ukuran panjang gelombang sinyal untuk beroperasi secara efisien; pada 300 MHz, misalnya, antena akan perlu setengah meter panjang. Antena eksperimental adalah sebagai kecil sebagai satu-kelimapuluh panjang gelombang dan bisa menyusut lebih lanjut.

Dalam perangkat prototipe terbaru mereka, * tim peneliti menggunakan sebuah antena kawat logam dicetak di kotak kecil dari tembaga berukuran kurang dari 65 milimeter pada sisi. Antena ditransfer ke sumber sinyal. Dipasang pada bagian belakang alun-alun adalah "elemen Z" yang bertindak sebagai strip-metamaterial Z-berbentuk tembaga dengan induktor (sebuah perangkat yang menyimpan energi magnetis) di tengah (lihat foto).

"Tujuan dari antena adalah untuk memulai energi ke ruang bebas," jelas insinyur NIST Christopher Holloway, "Tetapi masalah dengan antena yang sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang adalah bahwa sebagian besar sinyal hanya akan dipantulkan kembali ke sumbernya. Metamaterial membuat antena berperilaku seolah-olah itu jauh lebih besar daripada yang sebenarnya, karena struktur energi toko antena dan memancarkan kembali itu. "Desain antena konvensional, Holloway mengatakan, mencapai efek yang sama dengan menambahkan besar" jaringan yang cocok "komponen untuk meningkatkan efisiensi, namun sistem metamaterial bisa dibuat jauh lebih kecil. Bahkan yang lebih menarik, Holloway mengatakan, "ini metamaterials adalah jauh lebih 'frekuensi tangkas." Mungkin kita bisa tune mereka untuk bekerja di setiap frekuensi yang kita inginkan, on the fly, "untuk gelar tidak mungkin dengan desain konvensional.

Antena Z dirancang di University of Arizona dan sebagian dibuat dan diukur di Boeing Riset & Teknologi. Pengukuran daya Efisiensi dilakukan di laboratorium NIST di Boulder, Colorado penelitian yang sedang berlangsung ini disponsori oleh Advanced Research Projects Agency Pertahanan.

* Ziolkowski RW, P. Jin, JA Nielsen, MH Tanielian dan CL Holloway. Desain dan verifikasi eksperimental dari Z antena pada frekuensi UHF. IEEE Antena Wireless Propag. Lett, 2009 vol.. 8, hal 1329-1332.

Last Update: 12. October 2011 10:21

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