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Metamaterials Costruito Permette alle Antenne Notevolmente Piccole

Published on January 26, 2010 at 5:44 PM

In un avanzamento che potrebbe interessare la Q-Filiale, i creatori dell'aggeggio per James Bond, il National Institute of Standards and Technology (NIST) ed i partner dall'industria e dall'accademia hanno progettato ed antenne sperimentali collaudate che sono altamente efficienti ma in una frazione della dimensione dei sistemi di antenne standard con i beni comparabili.

Questa antenna di Z collaudata al National Institute of Standards and Technology è più piccola di un'antenna standard con i beni comparabili. L'Sua alta efficienza è derivata “dall'elemento di Z„ dentro il quadrato che funge da metamaterial, notevolmente amplificante il segnale inviato sopra l'aria. Il quadrato è di 30 millimetri da un lato. Credito: C. Holloway/NIST

Le antenne novelle possono essere utili in sempre restringente e nei sistemi wireless di proliferazione quali le unità di comunicazioni di emergenza, i micro-sensori ed i radar terra-penetranti portatili da cercare i tunnel, le caverne ed altre funzionalità geofisiche.

Gli ingegneri del NIST stanno lavorando con gli scienziati dall'Università dell'Arizona (Tucson) e la Ricerca di Boeing & la Tecnologia (Seattle, Washington) per progettare le antenne che comprendono i metamaterials-materiali costruiti con il romanzo, spesso microscopico, strutture per produrre i beni insoliti. Le nuove antenne si irradiano fino a 95 per cento di un segnale radio dell'input ma sfidano i parametri progettuali normali. Le antenne Standard devono essere almeno metà della dimensione della lunghezza d'onda del segnale da funzionare efficientemente; a 300 Megahertz, per esempio, ad un'antenna dovrebbe essere metro mezzo lungo. Le antenne sperimentali sono piccole quanto le un-cinquantesime di una lunghezza d'onda e potrebbero restringersi più ulteriormente.

In loro ultima unità del prototipo, * il gruppo di ricerca ha utilizzato un'antenna del nastro metallico stampata su un piccolo quadrato di rame che misura meno di 65 millimetri da un lato. L'antenna è collegata ad una sorgente del segnale. È Montato sul retro del quadrato “un elemento di Z„ quel funge da nastro A forma di z di metamaterial-a di rame con un induttore (un'unità che memorizza magneticamente l'energia) nel centro (vedi la foto).

“Lo scopo di un'antenna è di lanciare l'energia in spazio libero,„ spiega l'ingegnere Christopher Holloway del NIST, “Ma il problema con le antenne che sono molto piccolo confrontate alla lunghezza d'onda è che la maggior parte del segnale ottiene appena riflesso di nuovo alla sorgente. Il metamaterial fa l'antenna comportarsi come se sia stata molto più grande di realmente è, perché la struttura dell'antenna memorizza l'energia e ri-la irradia.„ L'antenna Convenzionale progetta, Holloway dice, raggiunge un simile effetto aggiungendo “le componenti ingombranti della rete di corrispondenza„ per amplificare il risparmio di temi, ma il sistema metamaterial può essere reso molto più piccolo. Intrigando, Holloway dice, “questi metamaterials sono molto più frequenza del ` agile.' È possibile noi potrebbe sintonizzarli per lavorare a qualsiasi frequenza che vogliamo, al volo,„ ad un grado non possibile con le progettazioni convenzionali.

Le antenne di Z sono state progettate all'Università dell'Arizona e da costruzione e parzialmente sono state misurate alla Ricerca & alla Tecnologia di Boeing. Le misure di efficienza energetica sono state effettuate ai laboratori del NIST a Boulder, Colorado. La ricerca in corso è patrocinata dal Defense Advanced Research Projects Agency.

* R.W. Ziolkowski, P. Jin, J.A. Nielsen, M.H. Tanielian e C.L. Holloway. Progettazione e verifica sperimentale delle antenne di Z alle frequenze di FREQUENZA ULTRAELEVATA. Wireless Propag delle Antenne di IEEE. Lett., 2009 Volumi 8, Pp. 1329-1332.

Last Update: 13. January 2012 07:05

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