Fabry-perotresonatorantenna2010journalimtw (1).en.id.docx

Lihat diskusi, statistik, dan profil penulis untuk publikasi ini di: https://www.researchgate.net/publication/225611874

Fabry-Perot Resonator Antenna Artikel di Journal of inframerah, milimeter dan Terahertz gelombang · Desember 2009 DOI: 10,1007 / s10762-009-9605-4

CITATIONS

Dibaca

33

238

1 penulis: Zhenguo Liu negara lab kunci dari gelombang milimeter 67 PUBLIKASI 510 CITATIONS MELIHAT PROFIL

Beberapa penulis publikasi ini juga bekerja pada proyek-proyek terkait:

Negara lab Key. proyek terbukaLihat proyek

Semua konten berikut halaman ini diunggah oleh Zhenguo Liu pada 28 April 2018. Pengguna telah meminta peningkatan file yang didownload.

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403 DOI 10,1007 / s10762-009-9605-4

Fabry-Perot Resonator Antenna Zhen-guo Liu

Diterima: 26 November 2008 / diterima: 25 November 2009 / Diterbitkan online: 22 Desember 2009 # Springer Science + Business Media, LLC 2009

Abstrak Fabry-Perot Resonator (FPR) antena telah menarik perhatian yang signifikan di microwave dan milimeter gelombang karena sejumlah properti yang menarik, seperti kompleksitas rendah, directivity tinggi dan kemampuan penyebaran konformal. Dalam tulisan ini, ringkasan publikasi baru pada antena FPR disajikan berfokus pada kemampuan yang berbeda, teknologi dan arsitektur yang telah diusulkan. Beberapa struktur, model analitik dan perkembangan penelitian dan perbandingan yang sesuai juga dibuat. Hal ini menunjukkan bahwa model analitik seperti FP Model rongga, Model cacat EBG, Model saluran transmisi, model gelombang bocor dan model lensa bias konsisten bila diterapkan untuk menganalisis jenis antena resonator. Beberapa topik menarik di bawah penelitian terbaru yang disurvei secara rinci. Pada saat yang sama beberapa topik menarik untuk diteliti lebih lanjut juga menunjukkan. karya terbaru dari para penulis juga termasuk dalam makalah ini.

.

.

Kata kunci antena resonator Fabry-Perot antena resonator EBG antena bocor-gelombang

.

modus cacat

.

.

lensa bias

.

Artificial konduktor magnetik (AMC)

.

Frekuensi permukaan

selektif (FSS) indeks gradien

1. Perkenalan Sebuah Fabry-Perot Resonator (FPR) antena umumnya terdiri dari radiator primer didukung dengan pelat logam dasar dan sebagian reflektif tertutup piring [1]. Ketika jarak antara dua lempeng ini adalah sekitar kali integer setengah panjang gelombang, radiasi maju dapat ditingkatkan sangat dengan cara di-fase memantul. Sifat-sifat radiasi sangat terarah dan kompleksitas rendah dengan sistem tunggal-feed memungkinkan keuntungan yang akan meningkat, dibandingkan dengan jaringan makan digunakan dalam array antena konvensional, yang membangkitkan perhatian lebih dan lebih dan menghasilkan peningkatan penyebaran mereka di beberapa sistem komunikasi nirkabel dan radar aplikasi. Pada saat yang sama, sejumlah hasil penelitian dan berbagai konfigurasi novel telah dicapai dan dirancang dalam Z.-g. liu (*) Negara Key Lab. dari milimeter Gelombang, Universitas Southeast, Nanjing 210.096, Cina e-mail: [email protected]

392 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

tahun terakhir. Artikel ini berfokus pada meninjau publikasi baru-baru ini dan paten yang berhubungan dengan FPR antena. Pengenalan prinsip operasi, keuntungan dari antena FPR dan gambaran sejarah dari konfigurasi tersebut diberikan, diikuti oleh prinsip-prinsip dasar mode analitik dari sudut pandang yang berbeda dan perbandingan yang sesuai mereka. Selain itu, beberapa topik menarik yang telah diteliti baru-baru disurvei secara rinci, diikuti oleh kesimpulan.

2 gambaran Sejarah Aplikasi pertama dari struktur FPR untuk menghasilkan directivity tinggi pada selebaran gembira dengan sumber tunggal adalah pada tahun 1956 [1]. Ini terdiri dari Waveguide aperture pada bidang tanah dan permukaan sebagian reflektif (PRS), yang dibentuk oleh kabel logam paralel atau strip, terletak kira-kira setengah panjang gelombang dari bidang tanah. Struktur membentuk Fabry-Perot Resonator (FPR) dan berturut-turut bouncing difase sinar terjebak memancarkan dengan penjumlahan koheren sepanjang arah selebaran sehingga menghasilkan sinar direktif tinggi. Berturut-turut, studi fundamental lainnya dilakukan pada tahun 1985 [13] Dan pada tahun 1988 [16], Di mana PRS digantikan oleh padat, panjang gelombang kuartal, lembaran dielektrik, masih menjaga jarak setengah panjang gelombang dari bidang tanah. Kemudian, bukannya lapisan lembar dielectric tunggal, tinggi antena directivity FPR diusulkan pada tahun 1993 ketika beberapa lapisan lembar dielektrik yang digunakan untuk membentuk penutup atas dari resonator [19]. Di sisi lain, studi tentang elektromagnetik Band Gap (EBG) struktur memunculkan ide bahwa cacat resonansi dalam bahan EBG dapat digunakan untuk menghasilkan directivity tinggi di luar kristal [5-11]. Dengan demikian, dalam studi ini yang superstrate reflektif atas digantikan oleh lapisan tunggal atau beberapa bahan EBG. Dengan munculnya baru-baru ini metamaterials, diwujudkan dengan permukaan struktur periodik yang dirancang dengan baik untuk menawarkan impedansi tinggi dengan perkiraan fase nol keterlambatan koefisien refleksi, bidang tanah logam atau permukaan reflektif dapat diganti [15. 16] Dengan permukaan metamaterial untuk lebih mengurangi ketebalan antena sangat direktif ini dan mengontrol frekuensi resonansi dan dengan demikian bandwidth operasi. Sepanjang perkembangan FPR antena, penutup atas FPR mengikuti proses: PRS (dibuat oleh kabel atau strip), padat lembar dielectric single-berlapis, lembar dielektrik berlapis-lapis, bahan EBG, FSS, Metamaterials. Antena dijelaskan di atas bisa menjadi gembira dengan sumber tunggal terletak di dalam resonator seperti probe koaksial, patch microstrip, slot di tanah pesawat atau dengan Waveguide tanduk.

3 Perbandingan model analitik Lebih dan lebih baru memperhatikan jenis antena resonator telah terangsang. untai penelitian ini telah, meskipun berbeda dalam titik awal dan fokus, terutama didasarkan pada berikut lima model analitik. Model analitik yang disebutkan di bawah memiliki tujuan yang berbeda, misalnya, kedua model rongga FP berdasarkan sudut pandang ray dan model saluran transmisi berdasarkan sudut pandang sirkuit dapat memberikan pedoman desain awal yang cepat, sedangkan model gelombang bocor dapat menghasilkan hasil yang akurat dan model cacat EBG dapat menawarkan mekanisme baru, dan terakhir model lensa bias berdasarkan efektif

tampilan indeks titik dan Snell's hukum dapat memberikan sebuah konsep ringkas, mereka tetap bisa

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403

393

divalidasi oleh satu sama lain dan dengan demikian pada dasarnya konsisten bila diterapkan untuk menganalisis jenis antena. 3.1 Model rongga FP Prinsip dasar dari interferometer optik FP didasarkan pada multi-interferensi antara dua cermin yang mencerminkan. Teori ini juga dapat digunakan untuk menjelaskan antena FPR. Angka1a menunjukkan geometri dari FPR antena diusulkan yang terdiri dari radiator primer didukung oleh pelat logam dasar dengan koefisien reflektif r1FF81 dan bocor reflektif tertutup piring dengan koefisien reflektif r2FF82bertindak permukaan reflektif sebagai parsial. Jarak antara dua plat paralel adalahh. Berdasarkan sudut pandang ray, gelombang EM gembira dengan sumber melambung di rongga FP. Dalam rangka untuk menempatkan di dalam fase, pergeseran fasa dari gelombang elektromagnetik masing-masing kembali adalah kali bilangan bulat dari 2π , Yang dapat ditulis sebagai [1-3]:

4ph =l þ 81 þ 82 ¼ N 2p; N ¼ 1; 2

ð1Þ

Frekuensi resonansi ditentukan oleh f ¼ ½ð 81 þ 82Þ =2p & c =2h; N ¼0; 1; 2 ð2Þ

N

dimana cadalah kecepatan cahaya. Bandwidth directivityvs. frekuensi amplitudo maksimum setengah-squared didefinisikan sebagai 1 /Q, Di mana Q adalah faktor kualitas dan dapat dinyatakan sebagai fungsi dari besarnya dan fase dari koefisien refleksi. Minimum kekuatan beamwidth setengah dari antena FPR4q3dB;min, Mencapai dekat frekuensi resonansi, dapat dinyatakan sebagai [3] p ffiffiffiffiffiffiffiffiffi 4q3dB;min ' Q =2 ð3Þ Dalam referensi [4], Analisis untuk sifat directivity bandwidth antena Fabry-Perot Resonator terdiri dari PEC atau PMC piring tanah disajikan secara teoritis mendasarkan pada pandangan ray titik, masing-masing. Hal ini menunjukkan bahwa directivity adalah fungsi dari lokasi sumber utama dan akan mendapatkan maksimum ketika sumber utama terletak di tertentu posisi. Maksimum yang tersedia dari directivity dalam teori unik untuk kedua PEC piring tanah dan PMC piring tanah. Pada saat yang sama, produk dari maxium dari daya yang ditransmisikan (iedirectivity)

h

superstrate

substrat

radiator

piring tanah

Sebuah

b

Gambar. 1 Geometri FPR antena (Sebuah) Jenis planar (b) Jenis silinder.

394 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

dan bandwidth dapat bertindak sebagai kriteria wajar untuk mengevaluasi kinerja semacam antena. Produk ini juga dapat ditulis sebagai fungsi dari koefisien refleksi dari permukaan sebagian reflektifr2 di teoritis, yang memiliki keterbatasan lebih rendah dinyatakan sebagai rumus (4), Di mana p adalah konstanta ditentukan oleh lokasi radiator primer. Hal ini menunjukkan bahwa bandwidth directivity terbalik sebanding dengan maxium dari directivity.

T 2 jj

max

BW p þ j j ¼ 1 r2 1

jr

2j

j

r2

21

2

jr j

p

j

þj j ¼2p 1

4p

r2 2

jr j

p

p ffiffiffif fiffiffiffi

p

4 ðÞ

p ffiffiffif fiffiffiffi

3.2 Model cacat EBG

1

r1

d

1

d

1

udara

ε

ε

1

1

r1

gambar pesawat

2h

1

ε r1

uda ra d

ε

1

uda ra

h

ε

d

1

d

h

bahan EBG adalah struktur berkala terdiri dari logam atau elemen dielectric. Ada dua atribut penting dari bahan EBG. Yang pertama adalah untuk mencegah propagasi dari medan elektromagnetik dalam celah pita sebuah, yang membuat mereka berguna untuk membangun cermin berkualitas tinggi lebih sering disebut Bragg cermin atau rongga mikro atau menekan gelombang permukaan di sepanjang substrat, dan kemudian meningkatkan efisiensi dan radiasi pola. Properti penting kedua bahan EBG adalah bahwa mereka menampilkan jendela frekuensi lokal dalam band frekuensi dilarang ketika periodisitas yang rusak oleh beberapa cacat. Konsep EBG (elektromagnetik Band Gap) antena resonator diusulkan pada [6] untuk pertama kalinya. Bahkan, FPR antena dapat dianggap sebagai semacam EBG antena resonator dengan modus cacat [12]. Ketika periodisitas rusak oleh beberapa kesalahan bahan EBG dengan memasukkan komponen yang tidak teratur dalam struktur periodik, mereka menampilkan jendela frekuensi lokal dalam pita frekuensi terlarang. Properti ini sangat berguna untuk meningkatkan directivity antena ketika struktur EBG digunakan sebagai superstrate antena [7-11]. Pada frekuensi cacat, superstrate yang mengubah distribusi bidang EM bersama arah tertentu, dan juga berfungsi untuk meningkatkan aperture untuk satu jauh lebih besar dibandingkan dengan antena asli, sehingga meningkatkan directivity antena dalam proses. Sebuah kasus yang sangat menarik akan diperoleh bila hanya satu slab dielektrik, metamaterials atau FSS dianggap. Dua struktur dielektrik multilayer ditunjukkan pada Gambar.2: Satu adalah tumpukan seragam (a) dan yang lainnya berisi resonator cacat (b). FPR antena Gambar.1 mengeksploitasi simetri struktur pada Gambar. 2bdengan posisi piring tanah di gambar pesawat dari perangkat. Hal ini akan memaksa radiasi memasuki babak-ruang di atas bidang tanah, dan memungkinkan penempatan antena pakan pada bidang tanah [12]. Selain itu, dual-resonator 1-D bahan EBG melalui memperkenalkan dua cacat dalam bidang vertikal dikombinasikan dengan kuasi-periodik dicetak FSS di pesawat melintang sebagai reflektif piring tertutup disajikan. Hal ini menunjukkan bahwa kinerja FP antena resonator dapat lebih ditingkatkan jelas [12].

r1

Sebuah

b

r1

Gambar. 2 Struktur dari (Sebuah) Bahan EBG 3-layer (b) Bahan EBG 2-layer dengan cacat.

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403

395

Model garis 3.3 Transmisi The Transmission Line Model juga dapat digunakan untuk menganalisis FPR antena [1315]. Hal ini dapat bertindak sebagai model cascade jalur transmisi dengan impedansi karakteristik yang berbeda ketika gelombang EM disebarkan di FPR. Pada tahun 1985, kondisi resonansi dan rumus asimtotik sederhana keuntungan resonansi, beamwidth dan bandwidth untuk antena substrat-superstrate geometri telah ditetapkan oleh Jackson dan Alexopoulos menggunakan model ini [13]. Dalam model ini masuk shunt digunakan untuk mewakili PRS. Dalam perhitungan pola radiasi, dipanggil dengan timbal balik, yang dapat mengurangi perhitungan medan jauh ke salah satu dari eksitasi pesawat gelombang pada struktur, di lokasi sumber dipole, karena insiden pesawat gelombang. Rumus asimtotik keuntungan, beamwidth dan bandwidth telah disajikan untuk kasus radiasi selebaran dan untuk pemindaian ke sembarang sudut masing-masing. Hal ini konsisten bila dibandingkan dengan kondisi resonansi berasal dari model saluran transmisi dan mereka diturunkan dari model rongga FP. Dalam referensi [16], Koefisien transmisi dinormalisasi, diperoleh model saluran transmisi dan mempertimbangkan daya yang tersedia dari sumber, diusulkan untuk analisis FPR antena. 3.4 model gelombang Leaky Bagi kebanyakan bocor gelombang antena mode radial menyebarkan adalah gelombang cepat, di mana jumlah gelombang propagasi k =β-jα pada struktur membimbing kompleks, yang terdiri dari kedua fase konstan β dan pelemahan konstan αkarena kebocoran listrik di sepanjang struktur sebagai gelombang merambat. Meskipun gelombang bocor itu sendiri tidak pernah mencapai medan jauh, mungkin menentukan sifat dari medan jauh; pada kenyataannya, ketika lemah dilemahkan gelombang bocor (yaituα sangat kecil) adalah dominan pada permukaan struktur guidewave, bidang bocor-gelombang pada permukaan membimbing dapat dilihat sebagai sumber setara dengan distribusi aperture besar dan kemudian directivity tinggi diperoleh [17]. Radiasi gelombang bocor dari antena mikrostrip dengan superstrate telah diperiksa di [18]. Untuk jenis bocor gelombang antena, yang pada dasarnya bocor pelat sejajar struktur waveguiding, pelat atas piring Waveguide paralel diganti dengan permukaan sebagian mencerminkan dari beberapa macam, yang memungkinkan kebocoran terjadi. Mulai dari Green spektral's fungsi, lapangan dapat dihitung dengan integrasi kontur. Ketika deformasi ke jalur curam-keturunan yang melewati titik pelana, kontur terpisahkan mungkin menyeberangi tidak hanya gelombang permukaan kutub (lembar Riemann yang tepat), tetapi juga gelombang kutub bocor (yang tidak benar Riemann sheet). Sebuah pilihan yang tepat dari ketebalan substrat dan superstrate bisa menghasilkan kondisi resonansi, dimana bocor-gelombang kutub menjadi kontribusi yang dominan untuk medan jauh dan menentukan pola radiasi. Beberapa fitur menarik dapat diamati sebagai posisi pole bocor-gelombang yang ditelusuri sebagai fungsi dari frekuensi di curam-keturunan pesawat [19]. Karena sifat dasar dari balok membentuk adalah melalui radiasi bocor-gelombang, sumber hanya bertindak sebagai peluncur untuk gelombang bocor yang merambat pada struktur. Untuk lebih jelasnya dapat mengacu pada [20-23].

3,5 Model lensa bias Telah terbukti bahwa di bawah kondisi yang tepat energi yang dipancarkan oleh sumber tertanam dalam lempengan metamaterial akan terkonsentrasi ke sudut padat kecil [24-27]. Dua fitur yang menarik tentang pengendalian emisi: arah dan kekuatan emisi. Dari sudut media efektif pandang, rongga terdiri dari PRS (terdiri dari array periodik silinder logam dan / atau strip logam dengan periode spasial kecil sehubungan dengan panjang gelombang) berperilaku sebagai bahan homogen dengan indeks bias efektif rendah

396 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

(neff) Menengah di sekitar wilayah frekuensi resonansi, yang n jauh mendekati nol. Menurut Snell's hukum (sin θt/dosa θsaya=nsaya/nt di mana saya menunjukkan menengah insiden dan t menunjukkan media ditransmisikan), untuk nsaya ≃ 0, kita memperoleh θt dari nol terlepas dari apa θsayaaku s. Seperti ditunjukkan pada Gambar.3, Jika sumber utama tertanam dalam substrat dengan indeks bias neff ≈0, sinar keluar dari substrat akan normal ke permukaan, maka properti ini dapat digunakan untuk mengendalikan arah emisi dan meningkatkan directivity. 4 dinamika Penelitian dan arah Cara pertama memproduksi antena directivity tinggi gembira dengan sumber tunggal diperkenalkan di [1]. Berturut-turut, studi fundamental lainnya dilakukan di [13] Dan pada tahun 1988 [19] Di mana permukaan reflektif digantikan oleh dielectric padat. Yang penting, gagasan bahwa eksitasi gelombang bocor kontribusi untuk directivity tinggi didirikan untuk pertama kalinya di [19]. Sebuah directivity tinggi antena patch menggunakan penutup EBG bersama-sama dengan substrat EBG dirancang [28. 29], Yang sangat efisien untuk peningkatan directivity radiasi. Namun superstrate EBG terbuat dari lapisan batang dielektrik [8. 31] Atau piring [10] Sulit untuk mengarang dalam prakteknya, FSS bisa menjadi kandidat yang baik sebagai alternatif untuk lapisan batang dielektrik atau piring [11. 30]. Berbagai konfigurasi FPR antena telah dirancang dalam tahun terakhir [31], Yang dapat dikategorikan ke dalam jenis berikut sesuai dengan arah penelitian mereka. 4.1 Dual band atau multi-band Berdasarkan model cacat, Lee [30] Mengusulkan desain baru oleh introduing cacat kedua untuk mengontrol frekuensi cacat dari superstrate EBG dengan tujuan meningkatkan directivity dari antena patch di dua frekuensi (seperti ditunjukkan pada Gambar. 4). Berturut-turut, dalam baru yang diusulkan desain [32], Dua array strip-dipol bertindak sebagai FSS dengan periodisitas yang sama, tetapi dengan keberpihakan yang berbeda. Mereka ditempatkan di atas dan di bawah lapisan dielektrik tipis untuk mencapai operasi dual band (seperti ditunjukkan pada Gambar.5a). Pada tahun 2007, kompak dan dual band FPR antena, hanya satu lapisan superstrate dengan struktur FSS yang sesuai (seperti ditunjukkan pada Gambar.5b), Loop perimeter yang berbeda sesuai frekuensi resonansi yang berbeda, diusulkan [33]. Dengan menggabungkan lebih cacat atau merancang struktur FSS yang tepat, jenis antena dengan operasi multi-band dapat dicapai. 4.2 Peningkatan gain bandwidth yang Rongga resonansi, meskipun meningkatkan directivity dari sumber radiasi sederhana, menyempit bandwidth operasional secara signifikan. Maka keuntungan tambahan dan bandwidth Gambar. 3 Skema bias efek lensa.

udara n 1

n eff

sumber tanah

0

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403

397

Gambar. 4 Geometri dari patch antena dengan cacat EBG superstrate (dua modus cacat: satu diperkenalkan oleh bidang tanah; satu diperkenalkan oleh berbagai batang dielektrik).

Memperluas menjadi tantangan berat. Menggabungkan EBG dan FSS struktur, antena FPR broadband diusulkan [34]. Sebuah metode baru untuk memperoleh antena FPR broadband mempertahankan kinerja tinggi-gain yang disajikan dalam [35]. Desain ini didasarkan pada menggunakan single-layer FSS superstrate dengan ukuran elemen meruncing sebagai pelat tertutup reflektif (seperti ditunjukkan pada Gambar.6) Untuk mengkompensasi pergeseran fasa yang disebabkan oleh panjang jalan yang berbeda dari sumber utama untuk elemen FSS individu, total mencerminkan bidang kemudian dapat dibuat dalam fase superposisi di bandwidth yang lebar. Jika berdasarkan bias pandangan lensa titik, menggunakan meruncing FSS bertindak sebagai PRS dari FPR antena dapat mengakibatkan gradien indeks efek yang dapat meningkatkan bandwidth directivity. Metode lain untuk mencapai operasi broadband adalah mengganti pakan sederhana dengan array (seperti ditunjukkan pada Gambar.7), Yang membuat distribusi bidang aperture lebih seragam dan karenanya mencapai lebar bandwidth gain [36]. Selain itu, juga dapat digunakan untuk mewujudkan kemampuan dual polarisasi. Dalam referensi [37], Yang sirkuler terpolarisasi Fabry-Perot Resonator antena menggunakan patch yang probe-makan berbentuk L sebagai radiator, dikombinasikan dengan elemen cincin FSS penutup diusulkan. Antena memiliki bandwidth 10-dB kembali kerugian 15,5%, dan memiliki 3-dB aksial rasio bandwidth 13,2%.

Menurut rumus (1), Biarkan FD f Þ ¼ 81ð f Þ þ 82ð f Þ dan YD f Þ ¼ 4pHF = c 2N p; N ¼ 0; 1; 2, maka kondisi resonansi dinyatakan sebagai Φ( f ) =Y( f ). Oleh karena itu, directivity bandwidth yang bergantung pada tahap variasi dð f Þ ¼ YD f Þ FD f Þ. Jelas lainnya halus daripada kemiringan tajam kurva respon faseF( f) Akan membantu untuk peningkatan bandwidth directivity. Umumnya kemiringan kurvaF( f ) Adalah negatif seperti ditunjukkan pada Gambar. 8. Itu juga

Gambar. 5 Geometri antena FPR dengan FSS superstrate (Sebuah) Dua-lapis FSS (dengan keberpihakan yang berbeda) (b) berlapis tunggal FSS (loop perimeter yang berbeda).

398 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

Gambar. 6 Struktur FSS menutupi sebagai PRS (Sebuah) Uniform FSS (b) Meruncing FSS.

senilai menunjukkan bahwa dalam referensi [38], Sebuah metode baru untuk meningkatkan bandwidth directivity diusulkan melalui mana mengurangi kemiringan kurva F( f ) Atau bahkan pembalik kemiringan sekitar titik resonan. 4.3 profil Rendah Sesuai dengan kondisi resonansi (1), Ketebalan FPR antena ditentukan oleh, h ¼ D81 þ 82 N 2pÞl=4p; N ¼0; 1; 2

ð5Þ

Umumnya, profil antena selalu dekat dengan setengah panjang gelombang karena 81=82=πnamun mampu dikurangi dengan mengubah fase refleksi. Jika kita mengganti salah satu piring dengan reflektor metamaterials yang tidak mencerminkan dengan8=πpembatasan setengah panjang gelombang dapat diangkat. Misalnya, konduktor magnet buatan (AMC) reflektor mencerminkan dengan8= 0 pada beberapa frekuensi tertentu [39-41]. Bekerja pada frekuensi ini, rongga hanya membutuhkan ketebalanh = L / 4 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9). Ide ini dapat didorong lebih jauh. Jika memilih fase refleksi yang tepat dan membiarkan81 = -82, Nilai ketebalan teori dapat dikurangi untuk

superstrate

superstrate

z

z

y

y x

bidang tanah

x

groundplane tambalan

celah

Sebuah

b

Gambar. 7 Geometri FPR antena dengan pakan array (Sebuah) Slot array (b) Ganda terpolarisasi jarang mikrostrip array yang.

M e n c e r m i n k a n

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403 Gambar. 8 Skema Resonant Kondisi relatif terhadap kemiringan kurva F( f ).

399

500

Φ ( f ) =φ 1 ( f ) +φ 2 ( f )

400 300

N0

δ(f)

200 100 δ(f)

0 -100 -200 -300

Ψ( f ) = 4 π HF / c - 2 Nπ

ff

N1 8

10

12

f0 14

16

18

Frekuensi (GHz)

nol perkiraan. Karena semua metamaterials yang dispersif, reflektor tersebut dapat mencerminkan dengan fase sewenang-wenang tergantung padaf, Yang dapat pada prinsipnya menghapus batas bawah pada ketebalan rongga. 4.4 kontrol Beam Dalam banyak sistem komunikasi saat ini, fitur balok membentuk diperlukan. referensi [42] Telah menunjukkan bahwa berkas antena dapat dibentuk dengan menggeser antena patch dari pusat rongga (seperti ditunjukkan pada Gambar. 10). Sebuah steerable antena direktif FPR kompak diusulkan di [43] (Seperti ditunjukkan pada Gambar. 11a). Perilaku fase-bervariasi adalah Gambar. 9 FPR antena dibentuk oleh (Sebuah) PEC dan PRS (b) AMC

h=

h=

dan PRS.

PEC

PRS

radiator Sebuah

AMC

PRS

radiator b

400 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

Gambar. 10 Side view dari berlapis FPR antena diusulkan untuk antena balok membentuk.

diperoleh dengan penyesuaian reguler jarak antara setiap unit sel dari grid kapasitif, yang membentuk permukaan fase-bervariasi parsial mencerminkan. Sebuah ± 20 ° defleksi dari balok antena diperoleh. Berturut-turut, pemodelan dan karakterisasi dari metamaterial elektronik dikontrol sebagian mencerminkan permukaan untuk FPR antena dianggap oleh penyisipan komponen elektronik aktif [44]. konfigurasi antena yang diusulkan ditunjukkan pada Gambar.11b. Untuk mewujudkan pola radiasi omnidirectional azimuthally, struktur dasar disajikan pada Gambar. 1a telah dimodifikasi untuk memperkenalkan simetri yang revolusioner. Selain sumber dipole sederhana, sebuah silinder logam antara komponen lain dari bertindak sebagai tanah, dan penutup silinder terdiri array periodik FSS [45-47] (Seperti ditunjukkan pada Gambar. 1b).

5. Kesimpulan Jumlah properti menarik yang antena FPR memiliki seperti kompleksitas rendah dan mudah penyebaran telah mengakibatkan peningkatan penggunaannya dalam aplikasi telekomunikasi dan radar, seperti yang tercantum dalam bagian sebelumnya. Dalam beberapa tahun terakhir penekanan telah ditempatkan dalam meningkatkan bandwidth mereka, serta mengambil keuntungan dari kemampuan tambahan seperti balok berbentuk, dual beam, polarisasi ganda dan sebagainya. Akhirnya, munculnya baru-baru ini metamaterials, yang dibuat oleh logam struktur periodik atau dielectric acara novel dan menarik

Gambar. 11 Skema pandangan dapat dikendalikan direktif FPR antena a) kontrol mekanik b) kontrol listrik.

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403

401

Fitur elektromagnetik, yang telah menyebabkan bunga yang signifikan dari kedua industri dan akademisi dalam mengembangkan FPR. Berbagai arsitektur inovatif dan teknologi yang terus muncul memverifikasi keuntungan dan potensi antena FPR dalam telekomunikasi dan radar sistem masa depan. Sebuah gambaran rinci tentang teknologi dan analitik model untuk antena Fabry-Perot Resonator telah disajikan dalam makalah ini. Hal ini menunjukkan bahwa beberapa model analitik konsisten bila diterapkan untuk menganalisis jenis antena resonator, karena model ini dapat divalidasi oleh satu sama lain. Untuk antena Fabry-Perot Resonator, keuntungan mereka adalah pencapaian directivity tinggi hanya dengan satu atau beberapa memancar elemen sedangkan kelemahan utama mereka terletak pada pengurangan bandwidth. Dalam pandangan ketegangan ini, beberapa topik menarik dalam hal ini dapat lebih diteliti. Pengakuan Karya ini telah didukung oleh National Science Foundation Alam Cina Proyek No. 6204029002.

Referensi 1. GV Trentini, “Sebagian mencerminkan lembar array,” Transaksi IRE pada Antena dan Propagasi 4, 666- 671 (1956). 2. AP Feresidis dan JC Vardaxoglou, “-Gain tinggi antena planar menggunakan dioptimalkan permukaan sebagian reflektif,” IEE Prosiding Microwave Antena dan Propagasi 148 (6), 345-350 (2001). 3. H. Boutayeb, K. Mahdjoubi, AC Tarot et al., “Directivity antena tertanam di dalam analisis rongga Fabry-Perot dan desain,” Surat Teknologi microwave & Optik 48 (1), 12-17 (2006). 4. ZG Liu, Pengaruh lokasi sumber utama pada Fabry antena resonator Perot (APMC2009, Singapore, 2009). 5. M. Thevenot, C. Cheype, A. Reineix, dan B. Jecko, “Petunjuk fotonik-celah pita antena,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 47 (11), 2115-2122 (1999). 6. C. Cheype, C. serier, M. Thevenot et al., “Sebuah elektromagnetik antena celah pita resonator,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 50 (9), 1285-1290 (2002). 7. YJ Lee, J. Yeo, R. Mittra, dan WS Park, “Desain tinggi directivity band gap elektromagnetik antena resonator menggunakan permukaan superstrate frekuensi-selektif,” Microwave & Optical Teknologi Surat 43 (6), 462-467 (2004). 8. AR Weily, L. Horvath, KP Esselle, BC Sanders, dan TS Bird, “Sebuah planar Resonator Antenna Berdasarkan tumpukan kayu EBG Material,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 53 (1), 216223 (2005). 9. YJ Lee, J. Yeo, R. Mittra, dan WS Park, “Penerapan elektromagnetik bandgap (EBG) superstrates dengan cacat dikontrol untuk kelas patch antena sebagai filter sudut ruang,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 53 (1), 224-235 (2005). 10. AR Weily, KP Esselle, BC Sanders, dan TS Bird, “Hign-gain antena 1D EBG resonator,” Microwave & Optical Teknologi Surat 47 (2), 107-114 (2005). 11. M. Thevenot, J. Drouet, R. Chantalat, et al, Perbaikan untuk antena EBG Resonator, EurCap2006 (2006). 12. ZG Liu, aplikasi struktur kuasi-periodik di Fabry-Perot resonator dicetak antena (APMC2008, HongKong, 2008). 13. DR Jackson dan NG Alexopoulos, “Keuntungan metode peningkatan untuk antena sirkuit cetak,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 33 (9), 976-987 (1985). 14. HY Yang dan NG Alexopoulos, “Keuntungan metode peningkatan untuk antena sirkuit cetak melalui beberapa superstrates,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 35 (7), 860-863 (1987). 15. R. Gardelli, M. Albani, dan F. Capolino, “Array menipis dengan menggunakan antena dalam rongga Fabry-Perot untuk peningkatan keuntungan,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 54 (7) 19791990 (2006). 16. H. Boutayeb dan AC Tarot, “Internal bersemangat Fabry-Perot jenis rongga: kekuatan normalisasi dan directivity evaluasi,” Antena & Wireless Propagasi Surat 5, 159-162 (2006). 17. T. Tamir, “Bocor-gelombang antena,” di teori antena, Bagian 2, Chap. 20, Diedit oleh RE Collin, dan FJ Zucker (McGraw-Hill, New York, 1969).

402 391-403

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31:

18. NG Alexopoulos dan DR Jackson, “Fundamental superstrate (cover) efek pada antena sirkuit tercetak,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 32 (8), 807-816 (1984). 19. DR Jackson dan A. Oliner, “Sebuah analisis bocor-gelombang tinggi gain konfigurasi antena dicetak,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 36 (7), 905-910 (1988). 20. DR Jackson, A. Oliner, dan A. IP, “propagasi gelombang bocor dan radiasi untuk struktur dielektrik berlapis sempit-beam,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 41 (3), 344-348 (1993). 21. T. Zhao, DR Jackson, JT Williams, HY Yang, dan A. Oliner, “2D periodik Lecky bagian gelombang antena

1: logam desain Patch,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 53 (11), 3505-3514 (2005). 22. T. Zhao, DR Jackson, dan JT Williams, “2D periodik Lecky gelombang antena bagian 2: desain Slot,” Transaksi IEEE pada Antena dan perbanyakan 53 (11), 3515-3524 (2005). 23. H. Boutayeb, “Perbandingan antara dua metode untuk menghitung karakteristik radiasi dari rongga Fabry-Perot,” Microwave & Optical Teknologi Surat 48 (8), 1654-1656 (2006). 24. S. Enoch, G. Tayeb, P. Sabouroux, N. Guerin, dan P. Vincent, “Sebuah metamaterial untuk emisi direktif,” Physical Review Letters 89 (21), 213.902 (2002). 25. JB Pendry, AJ Holden, DJ Robbins, dan WJ Stewart, “Magnet dari konduktor dan fenomena nonlinear ditingkatkan,” Transaksi IEEE pada microwave Teori dan Teknik 47 (11), 2075-2084 (1999). 26. RA Shelby, DR Smith, dan S. Schultz, “verifikasi eksperimental dari indeks bias negatif,” Ilmu 292, 77-79 (2001). 27. N. Engheta dan RW Ziolkowski, Eds., Elektromagnetik Metamaterials: Fisika dan Teknik Explorations, (Wiley IEEE Press, 2006). 28. M. Qiu dan S. Dia, “Tinggi Directivity antena patch dengan kedua celah pita substrat fotonik dan penutup celah pita fotonik,” Microwave & Optical Teknologi Surat 30 (1), 41-44 (2001). 29. FM Zhu, QC Lin, S. Dia, et al, A directivity tinggi antena patch menggunakan PBG menutupi bersama-sama dengan substrat PBG, Antena Propagasi dan EM Teori, 2003. Proc. 6 International Symp., 92-95 (2003).

30. YJ Lee, J. Yeo, KD Ko, R. Mittra et al., “Sebuah teknik desain baru untuk kontrol frekuensi cacat dari elektromagnetik bandgap (EBG) superstrate untuk peningkatan directivity dual-band,” Microwave & Optical Teknologi Surat 42 (1), 25-31 (2004). 31. YF Vardaxogloul dan F. Capolino, Ulasan yang sangat direktif plat datar teknologi antena dengan metasurfaces dan metamaterials, Prosiding ke-36 Eropa Microwave Conference, 963-966 (2006). 32. YJ Lee, J. Yeo, R. Mittra dan WS Park, frekuensi Tipis permukaan selektif (FSS) superstrate dengan periodisitas yang berbeda untuk peningkatan directivity dual-band, Lokakarya Internasional IEEE pada Antena Teknologi, 375-378 (2005). 33. A. Pirhadi dan M. Hakkak, “Desain kompak dual band tinggi direktif elektromagnetik bandgap (EBG) antena resonator menggunakan konduktor magnet buatan,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 55 (6), 1682-1690 (2007). 34. ZC Ge, WX Zhang, ZG Liu et al., “Broadband dan high gain dicetak antena dibangun dari struktur resonator Fabry-Perot menggunakan EBG atau FSS penutup,” Microwave & Optical Teknologi Surat 48

(7), 1272-1274 (2006). 35. ZG Liu, WX Zhang, DL Fu et al., “Broadband Fabry-Perot resonator dicetak antena menggunakan FSS superstrate dengan ukuran berbeda,” Microwave & Optical Teknologi Surat 50 (6), 1623-1627 (2008). 36. AR Weily, KP Esselle, TS Bird, dan SM Sanders, “Ganda resonator 1-D antena EBG dengan Slot berbagai pakan untuk meningkatkan bandwidth yang radiasi,” IET Prosiding Microwave Antena dan Propagasi 1

(1), 198-203 (2007). 37. ZG Liu dan ZX Cao, sirkuler terpolarisasi Fabry-Perot Resonator Antenna, Konferensi Internasional pada Microwave Teknologi dan Komputasi Elecromagntics 2009, Beijing. 38. TH Vu, K. Mahdjoubi, AC Tarot et al, Pembesaran Bandwidth dari EBG antena planar, Antena dan Propagasi Konferensi Loughborough, UK, (2007). 39. SH Wang, AP Feresidis, G. Goussetis, dan JC Vardaxoglou, “Low-profile antena rongga resonan dengan bidang tanah konduktor magnet buatan,” surat elektronik 40 (7), 128 (2004). 40. AP Feresids, G. Goussetis, SH Wang, dan JC Vardaxoglou, “Buatan permukaan konduktor magnet dan aplikasi mereka untuk low-profile antena high-gain planar,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 53 (8), 209-214 (2005). 41. L. Zhou, HQ Li, YQ Qin et al., “Direktif emisi dari subwavelength rongga berbasis metamaterial,” Applied Physics Letters 86, 101.101 (2005). 42. Y. Hao, AH Alomainy, dan CG Parini, “Antena-beam membentuk dari cacat offset dalam rongga UCEBG,” Microwave & Optical Teknologi Surat 43 (2), 108-111 (2004). 43. A. Ourir, SN Burokur, dan A. De Lustrac, “Tahap-bervariasi metamaterial untuk antena direktif steerable kompak,” surat elektronik 43 (9), 493-494 (2007).

J Infrared Milli Terahz Gelombang (2010) 31: 391-403

403

44. A. Ourir, SN Burokur, dan A. De Lustrac, “Elektronik metamaterial reconfigurable untuk antena rongga direktif kompak,” surat elektronik 43 (13), 698-700 (2007). 45. GK Palikaras, AP Feresidis, dan JC Vardaxoglou, “Silinder struktur bandgap elektromagnetik untuk antena dasar direktif stasiun,” IEEE Antena dan huruf propagasi nirkabel 3, 87-89 (2004).

46. AP Feresidis, M. Maragou, GK Palikaras dan JC Vardaxoglou, Silinder-konformal rongga resonan antena menggunakan permukaan periodik pasif, 10th Konferensi Internasional tentang Electromagnetics di Aplikasi canggih. 47. H. Boutayeb, TA Denidni, K. Mahdjoubi et al., “Analisis dan desain antena direktif silinder EBG berdasarkan,” Transaksi IEEE pada Antena dan Propagasi 54 (1), 211-219 (2006).

statistik View publikasi