Engineered Metamaterials Paganahin ang napaka Maliit Antennas

Published on January 26, 2010 at 5:44 PM

Sa isang advance na maaaring interes Q-Branch, ang mga gadget na gumagawa para sa James Bond , ang Pambansang Institute ng Pamantayan at Teknolohiya ( NIST) at mga kasosyo mula sa industriya at academia dinisenyo at nasubok eksperimentong antennas na ay lubos na mabisa at pa ng isang bahagi ng laki ng karaniwang sistema ng antena sa mga maihahambing na katangian.

Ang Z antena na ito ay sinubukan sa National Institute ng mga Pamantayan at Teknolohiya ay mas maliit kaysa sa isang standard na antena sa mga maihahambing na katangian. Nito mataas na kahusayan ay nagmula mula sa "Z elemento" sa loob ng parisukat na gumaganap bilang isang metamaterial, lubhang boosting ang signal na ipinadala sa ere. Ang parisukat ay 30 millimeters sa isang panig. Pinasasalamatan: C. Holloway / NIST

Ang mga antennas nobelang ay maaaring kapaki-pakinabang sa kailanman-kimi at proliferating sa mga wireless na mga sistema tulad ng mga emerhensiyang komunikasyon aparato, micro-sensors at portable lupa-matalim radars sa paghahanap para sa mga tunnels, caverns at iba pang geopisiko na mga tampok.

NIST inhinyero ay nagtatrabaho sa mga siyentipiko mula sa University of Arizona (Tucson) at Boeing Research & Technology (Seattle, Wash.) sa mga antennas sa disenyo incorporating sa mga metamaterials-materyales na engineered sa nobelang, madalas mikroskopiko, kaayusan ng mga hindi pangkaraniwang katangian. Ang bagong singawan antennas ng mas maraming bilang 95 porsyento ng isang input ng senyas ng radio at pa suminsay normal na mga parameter disenyo. Standard antennas ay kailangang hindi bababa sa kalahati ang laki ng signal weyblengt upang mapatakbo nang mahusay; sa 300 MHz, halimbawa, ang antena isang ay kailangang kalahating metro mahaba. Ang mga eksperimentong antennas ay ang mga maliit na bilang isang ikalimampu ng isang haba ng daluyong at maaaring pag-urong karagdagang.

Sa kanilang pinakabagong prototipo aparato, * ang koponan ng pananaliksik gumamit ng isang wire ng antena ng metal na nakalimbag sa isang maliit na kuwadrado ng tanso pagsukat mas mababa sa 65 millimeters sa isang bahagi. Ang antena ay wired sa isang source ng signal. Inimuntar sa likod ng ang parisukat ay isang "elemento Z" na gumaganap bilang isang metamaterial-isang Z hugis-strip sa tanso na may isang inductor (isang aparato na tindahan enerhiyang magnetically) sa gitna (tingnan ang larawan).

"Ang layunin ng isang antena ay upang ilunsad ang enerhiya sa free space," paliwanag NIST engineer Christopher Holloway, "Ngunit ang problema sa mga antennas na masyadong maliit kumpara sa haba ng daluyong na ang ay na ang karamihan ng signal lamang nakakakuha masasalamin pabalik sa ang source. Ang metamaterial gumagawa ng antena ang kumilos bilang kung ito ay mas malaki kaysa sa talagang ito ay, dahil ang antena istraktura mga tindahan ng enerhiya at muling radiates ito. "Maginoo disenyo ng antena, Holloway sabi ni, makamit ang isang katulad na epekto sa pamamagitan ng pagdaragdag ng malaki" pagtutugma ng network "bahagi sa mapalakas ang kahusayan, ngunit ang metamaterial system ay maaaring gawin mas maliit. Kahit na mas nakakaintriga, Holloway sabi, "ang mga metamaterials ito ay ang higit pa 'dalas maliksi.' Posible namin ma-tune sa kanila na magtrabaho sa anumang dalas na gusto naming, sa lumipad, "sa isang degree sa hindi posible sa maginoo disenyo.

Ang mga Z antennas ay dinisenyo sa University of Arizona at gawa-gawa at bahagyang sinukat sa Boeing Research & Technology. Ang sukat ng kahusayan ng kapangyarihan ay natupad sa NIST laboratories sa Boulder, Colo. Ang patuloy na pananaliksik ay sponsored sa pamamagitan ng mga Proyekto ng Defense Advanced Agency Research.

* RW Ziolkowski, P. Jin, Ja Nielsen, MH Tanielian at CL Holloway. Disenyo at experimental pagpapatunay ng Z antennas sa UHF frequency. IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., 2009 Vol. 8, pp 1329-1332.

Last Update: 7. October 2011 17:00

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