Gyda phoblogrwydd cynyddol dyfeisiau di-wifr, mae gwasanaethau data wedi mynd i gyfnod newydd o ddatblygiad cyflym, a elwir hefyd yn dwf ffrwydrol o wasanaethau data. Ar hyn o bryd, mae nifer fawr o gymwysiadau yn mudo'n raddol o gyfrifiaduron i ddyfeisiau diwifr megis ffonau symudol sy'n hawdd eu cario a'u gweithredu mewn amser real, ond mae'r sefyllfa hon hefyd wedi arwain at gynnydd cyflym mewn traffig data a phrinder adnoddau lled band . Yn ôl yr ystadegau, gall y gyfradd ddata ar y farchnad gyrraedd Gbps neu hyd yn oed Tbps yn y 10 i 15 mlynedd nesaf. Ar hyn o bryd, mae cyfathrebu THz wedi cyrraedd cyfradd ddata Gbps, tra bod cyfradd data Tbps yn dal i fod yn y camau cynnar o ddatblygiad. Mae papur cysylltiedig yn rhestru'r cynnydd diweddaraf mewn cyfraddau data Gbps yn seiliedig ar y band THz ac yn rhagweld y gellir cael Tbps trwy amlblecsio polareiddio. Felly, er mwyn cynyddu'r gyfradd trosglwyddo data, ateb ymarferol yw datblygu band amledd newydd, sef y band terahertz, sydd yn yr "ardal wag" rhwng microdonnau a golau isgoch. Yng Nghynhadledd Radiogyfathrebu'r Byd ITU (WRC-19) yn 2019, defnyddiwyd yr ystod amledd o 275-450GHz ar gyfer gwasanaethau symudol sefydlog a thir. Gellir gweld bod systemau cyfathrebu diwifr terahertz wedi denu sylw llawer o ymchwilwyr.
Yn gyffredinol, diffinnir tonnau electromagnetig terahertz fel y band amledd o 0.1-10THz (1THz = 1012Hz) gyda thonfedd o 0.03-3 mm. Yn ôl safon IEEE, diffinnir tonnau terahertz fel 0.3-10THz. Mae Ffigur 1 yn dangos bod band amledd terahertz rhwng microdonnau a golau isgoch.
Ffig. 1 Diagram sgematig o fand amledd THz.
Datblygu Antenâu Terahertz
Er i ymchwil terahertz ddechrau yn y 19eg ganrif, ni chafodd ei astudio fel maes annibynnol bryd hynny. Roedd yr ymchwil ar ymbelydredd terahertz yn canolbwyntio'n bennaf ar y band isgoch pell. Nid tan ganol i ddiwedd yr 20fed ganrif y dechreuodd ymchwilwyr symud ymchwil tonnau milimetr i'r band terahertz a chynnal ymchwil technoleg terahertz arbenigol.
Yn yr 1980au, roedd dyfodiad ffynonellau ymbelydredd terahertz yn ei gwneud yn bosibl cymhwyso tonnau terahertz mewn systemau ymarferol. Ers yr 21ain ganrif, mae technoleg cyfathrebu diwifr wedi datblygu'n gyflym, ac mae galw pobl am wybodaeth a'r cynnydd mewn offer cyfathrebu wedi cyflwyno gofynion llymach ar gyfradd trosglwyddo data cyfathrebu. Felly, un o heriau technoleg cyfathrebu yn y dyfodol yw gweithredu ar gyfradd data uchel o gigabits yr eiliad mewn un lleoliad. O dan y datblygiad economaidd presennol, mae adnoddau sbectrwm wedi dod yn fwyfwy prin. Fodd bynnag, mae gofynion dynol ar gyfer gallu cyfathrebu a chyflymder yn ddiddiwedd. Ar gyfer problem tagfeydd sbectrwm, mae llawer o gwmnïau'n defnyddio technoleg aml-mewnbwn aml-allbwn (MIMO) i wella effeithlonrwydd sbectrwm a chynhwysedd system trwy amlblecsio gofodol. Gyda datblygiad rhwydweithiau 5G, bydd cyflymder cysylltiad data pob defnyddiwr yn fwy na Gbps, a bydd traffig data gorsafoedd sylfaen hefyd yn cynyddu'n sylweddol. Ar gyfer systemau cyfathrebu tonnau milimetr traddodiadol, ni fydd cysylltiadau microdon yn gallu trin y ffrydiau data enfawr hyn. Yn ogystal, oherwydd dylanwad llinell welediad, mae pellter trosglwyddo cyfathrebu isgoch yn fyr ac mae lleoliad ei offer cyfathrebu yn sefydlog. Felly, gellir defnyddio tonnau THz, sydd rhwng microdonau ac isgoch, i adeiladu systemau cyfathrebu cyflym a chynyddu cyfraddau trosglwyddo data trwy ddefnyddio cysylltiadau THz.
Gall tonnau Terahertz ddarparu lled band cyfathrebu ehangach, ac mae ei ystod amledd tua 1000 gwaith yn fwy na chyfathrebu symudol. Felly, mae defnyddio THz i adeiladu systemau cyfathrebu diwifr cyflym iawn yn ateb addawol i her cyfraddau data uchel, sydd wedi denu diddordeb llawer o dimau ymchwil a diwydiannau. Ym mis Medi 2017, rhyddhawyd y safon cyfathrebu diwifr THz cyntaf IEEE 802.15.3d-2017, sy'n diffinio cyfnewid data pwynt-i-bwynt yn yr ystod amledd THz isaf o 252-325 GHz. Gall haen ffisegol amgen (PHY) y ddolen gyflawni cyfraddau data hyd at 100 Gbps ar wahanol led band.
Sefydlwyd y system gyfathrebu THz lwyddiannus gyntaf o 0.12 THz yn 2004, a gwireddwyd system gyfathrebu THz o 0.3 THz yn 2013. Mae Tabl 1 yn rhestru cynnydd ymchwil systemau cyfathrebu terahertz yn Japan o 2004 i 2013.
Tabl 1 Cynnydd ymchwil systemau cyfathrebu terahertz yn Japan rhwng 2004 a 2013
Disgrifiwyd strwythur antena system gyfathrebu a ddatblygwyd yn 2004 yn fanwl gan Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) yn 2005. Cyflwynwyd cyfluniad antena mewn dau achos, fel y dangosir yn Ffigur 2.
Ffigur 2 Diagram sgematig o system gyfathrebu diwifr NTT 120 GHz Japan
Mae'r system yn integreiddio trosi ffotodrydanol ac antena ac yn mabwysiadu dau ddull gweithio:
1. Mewn amgylchedd dan do ystod agos, mae'r trosglwyddydd antena planar a ddefnyddir dan do yn cynnwys sglodyn ffotodiod un llinell (UTC-PD), antena slot planar a lens silicon, fel y dangosir yn Ffigur 2(a).
2. Mewn amgylchedd awyr agored hir-amrediad, er mwyn gwella dylanwad colled trawsyrru mawr a sensitifrwydd isel y synhwyrydd, rhaid i'r antena trosglwyddydd gael cynnydd uchel. Mae'r antena terahertz presennol yn defnyddio lens optegol Gaussian gyda chynnydd o fwy na 50 dBi. Dangosir y corn bwydo a'r cyfuniad lens deuelectrig yn Ffigur 2(b).
Yn ogystal â datblygu system gyfathrebu 0.12 THz, datblygodd NTT system gyfathrebu 0.3THz hefyd yn 2012. Trwy optimeiddio parhaus, gall y gyfradd drosglwyddo fod mor uchel â 100Gbps. Fel y gwelir o Dabl 1, mae wedi gwneud cyfraniad mawr at ddatblygiad cyfathrebu terahertz. Fodd bynnag, mae gan y gwaith ymchwil presennol anfanteision amlder gweithredu isel, maint mawr a chost uchel.
Mae'r rhan fwyaf o'r antenâu terahertz a ddefnyddir ar hyn o bryd wedi'u haddasu o antenâu tonnau milimetr, ac nid oes llawer o arloesi mewn antenâu terahertz. Felly, er mwyn gwella perfformiad systemau cyfathrebu terahertz, tasg bwysig yw gwneud y gorau o antenâu terahertz. Mae Tabl 2 yn rhestru cynnydd ymchwil cyfathrebu THz Almaeneg. Mae Ffigur 3 (a) yn dangos system gyfathrebu diwifr THz gynrychioliadol sy'n cyfuno ffotoneg ac electroneg. Mae Ffigur 3 (b) yn dangos lleoliad prawf y twnnel gwynt. A barnu o'r sefyllfa ymchwil bresennol yn yr Almaen, mae gan ei hymchwil a'i datblygiad hefyd anfanteision megis amlder gweithredu isel, cost uchel ac effeithlonrwydd isel.
Tabl 2 Cynnydd ymchwil cyfathrebu THz yn yr Almaen
Ffigur 3 Golygfa prawf twnnel gwynt
Mae Canolfan TGCh CSIRO hefyd wedi cychwyn ymchwil ar systemau cyfathrebu diwifr THz dan do. Astudiodd y ganolfan y berthynas rhwng y flwyddyn a'r amlder cyfathrebu, fel y dangosir yn Ffigur 4. Fel y gwelir o Ffigur 4, erbyn 2020, mae ymchwil ar gyfathrebu diwifr yn tueddu i'r band THz. Mae'r amledd cyfathrebu uchaf gan ddefnyddio'r sbectrwm radio yn cynyddu tua deg gwaith bob ugain mlynedd. Mae'r ganolfan wedi gwneud argymhellion ar y gofynion ar gyfer antenâu THz ac antenâu traddodiadol arfaethedig megis cyrn a lensys ar gyfer systemau cyfathrebu THz. Fel y dangosir yn Ffigur 5, mae dau antena corn yn gweithio ar 0.84THz a 1.7THz yn y drefn honno, gyda strwythur syml a pherfformiad trawst Gaussian da.
Ffigur 4 Y berthynas rhwng blwyddyn ac amlder
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Ffigur 5 Dau fath o antena corn
Mae'r Unol Daleithiau wedi cynnal ymchwil helaeth ar allyriad a chanfod tonnau terahertz. Mae labordai ymchwil terahertz enwog yn cynnwys y Labordy Gyrru Jet (JPL), Canolfan Cyflymydd Llinellol Stanford (SLAC), Labordy Cenedlaethol yr Unol Daleithiau (LLNL), y Weinyddiaeth Awyrenneg a Gofod Genedlaethol (NASA), y Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol (NSF), ac ati. Mae antenâu terahertz newydd ar gyfer cymwysiadau terahertz wedi'u dylunio, megis antenâu bowtie ac antenâu llywio trawst amlder. Yn ôl datblygiad antenâu terahertz, gallwn gael tri syniad dylunio sylfaenol ar gyfer antenâu terahertz ar hyn o bryd, fel y dangosir yn Ffigur 6.
Ffigur 6 Tri syniad dylunio sylfaenol ar gyfer antenâu terahertz
Mae'r dadansoddiad uchod yn dangos, er bod llawer o wledydd wedi talu sylw mawr i antenâu terahertz, ei fod yn dal i fod yn y cyfnod archwilio a datblygu cychwynnol. Oherwydd colled lluosogi uchel ac amsugno moleciwlaidd, mae antenâu THz fel arfer yn cael eu cyfyngu gan bellter trosglwyddo a sylw. Mae rhai astudiaethau'n canolbwyntio ar amleddau gweithredu is yn y band THz. Mae ymchwil antena terahertz presennol yn canolbwyntio'n bennaf ar wella enillion trwy ddefnyddio antena lens deuelectrig, ac ati, a gwella effeithlonrwydd cyfathrebu trwy ddefnyddio algorithmau priodol. Yn ogystal, mae sut i wella effeithlonrwydd pecynnu antena terahertz hefyd yn fater brys iawn.
Antenâu THz cyffredinol
Mae yna lawer o fathau o antenâu THz ar gael: antenâu deupol gyda cheudodau conigol, araeau adlewyrchydd cornel, deupolau bowtie, antenâu planar lens dielectrig, antenâu ffoto-ddargludol ar gyfer cynhyrchu ffynonellau ymbelydredd ffynhonnell THz, antenâu corn, antenâu THz yn seiliedig ar ddeunyddiau graphene, ac ati Yn ôl y deunyddiau a ddefnyddir i wneud antenâu THz, gellir eu rhannu'n fras yn antenâu metel (antenâu corn yn bennaf), antenâu dielectrig (antenâu lens), ac antenâu deunydd newydd. Mae'r adran hon yn gyntaf yn rhoi dadansoddiad rhagarweiniol o'r antenâu hyn, ac yna yn yr adran nesaf, cyflwynir pum antena THz nodweddiadol yn fanwl a'u dadansoddi'n fanwl.
1. antenâu metel
Mae'r antena corn yn antena fetel nodweddiadol sydd wedi'i gynllunio i weithio yn y band THz. Mae antena derbynnydd tonnau milimetr clasurol yn gorn conigol. Mae gan antenâu rhychiog a modd deuol lawer o fanteision, gan gynnwys patrymau ymbelydredd cymesurol cylchdro, cynnydd uchel o 20 i 30 dBi a lefel traws-polareiddio isel o -30 dB, ac effeithlonrwydd cyplu o 97% i 98%. Y lled band sydd ar gael o'r ddau antena corn yw 30% -40% a 6% -8%, yn y drefn honno.
Gan fod amlder tonnau terahertz yn uchel iawn, mae maint yr antena corn yn fach iawn, sy'n gwneud prosesu'r corn yn anodd iawn, yn enwedig wrth ddylunio araeau antena, ac mae cymhlethdod y dechnoleg prosesu yn arwain at gost ormodol a cynhyrchu cyfyngedig. Oherwydd yr anhawster wrth weithgynhyrchu gwaelod y dyluniad corn cymhleth, defnyddir antena corn syml ar ffurf corn conigol neu gonigol fel arfer, a all leihau'r gost a chymhlethdod y broses, a gellir cynnal perfformiad ymbelydredd yr antena. yn dda.
Mae antena fetel arall yn antena pyramid tonnau teithiol, sy'n cynnwys antena tonnau teithio wedi'i integreiddio ar ffilm dielectrig 1.2 micron a'i hongian mewn ceudod hydredol wedi'i ysgythru ar wafer silicon, fel y dangosir yn Ffigur 7. Mae'r antena hon yn strwythur agored sy'n gydnaws â deuodau Schottky. Oherwydd ei strwythur cymharol syml a'i ofynion gweithgynhyrchu isel, gellir ei ddefnyddio'n gyffredinol mewn bandiau amledd uwchlaw 0.6 THz. Fodd bynnag, mae lefel sidelobe a lefel traws-polariad yr antena yn uchel, yn ôl pob tebyg oherwydd ei strwythur agored. Felly, mae ei effeithlonrwydd cyplu yn gymharol isel (tua 50%).
Ffigur 7 Antena pyramidaidd tonnau teithiol
2. Antena dielectric
Mae'r antena dielectrig yn gyfuniad o swbstrad dielectrig a rheiddiadur antena. Trwy ddyluniad cywir, gall yr antena deuelectrig sicrhau paru rhwystriant â'r synhwyrydd, ac mae ganddo fanteision proses syml, integreiddio hawdd, a chost isel. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr wedi dylunio sawl antena ochr-dan band cul a band eang a all gyd-fynd â synwyryddion rhwystriant isel antenâu deuelectrig terahertz: antena glöyn byw, antena dwbl siâp U, antena log-cyfnod, ac antena sinwsoidaidd cyfnod-log, fel a ddangosir yn Ffigur 8. Yn ogystal, gellir dylunio geometregau antena mwy cymhleth trwy algorithmau genetig.
Ffigur 8 Pedwar math o antenâu planar
Fodd bynnag, gan fod yr antena dielectrig wedi'i gyfuno â swbstrad dielectrig, bydd effaith tonnau arwyneb yn digwydd pan fydd yr amledd yn tueddu i'r band THz. Bydd yr anfantais angheuol hon yn achosi i'r antena golli llawer o egni yn ystod y llawdriniaeth ac yn arwain at ostyngiad sylweddol yn effeithlonrwydd ymbelydredd antena. Fel y dangosir yn Ffigur 9, pan fo'r ongl ymbelydredd antena yn fwy na'r ongl torri i ffwrdd, mae ei egni wedi'i gyfyngu yn y swbstrad dielectrig a'i gyfuno â modd y swbstrad.
Ffigur 9 Effaith tonnau arwyneb antena
Wrth i drwch y swbstrad gynyddu, mae nifer y dulliau lefel uchel yn cynyddu, ac mae'r cyplu rhwng yr antena a'r swbstrad yn cynyddu, gan arwain at golli ynni. Er mwyn gwanhau effaith tonnau arwyneb, mae yna dri chynllun optimeiddio:
1) Llwythwch lens ar yr antena i gynyddu'r cynnydd trwy ddefnyddio nodweddion trawsyrru tonnau electromagnetig.
2) Lleihau trwch y swbstrad i atal cynhyrchu moddau uchel o donnau electromagnetig.
3) Amnewid y deunydd dielectrig swbstrad gyda bwlch band electromagnetig (EBG). Gall nodweddion hidlo gofodol EBG atal moddau lefel uchel.
3. antenâu deunydd newydd
Yn ogystal â'r ddau antena uchod, mae antena terahertz hefyd wedi'i wneud o ddeunyddiau newydd. Er enghraifft, yn 2006, Jin Hao et al. cynnig antena deupol nanotiwb carbon. Fel y dangosir yn Ffigur 10 (a), mae'r deupol wedi'i wneud o nanotiwbiau carbon yn lle deunyddiau metel. Astudiodd yn ofalus briodweddau isgoch ac optegol yr antena deupol carbon nanotiwb a thrafododd nodweddion cyffredinol yr antena deupol carbon nanotiwb hyd cyfyngedig, megis rhwystriant mewnbwn, dosbarthiad cerrynt, enillion, effeithlonrwydd a phatrwm ymbelydredd. Mae Ffigur 10 (b) yn dangos y berthynas rhwng rhwystriant mewnbwn ac amledd yr antena deupol nanotiwb carbon. Fel y gwelir yn Ffigur 10(b), mae gan ran ddychmygol y rhwystriant mewnbwn seroau lluosog ar amleddau uwch. Mae hyn yn dangos y gall yr antena gyflawni cyseiniannau lluosog ar amleddau gwahanol. Yn amlwg, mae'r antena nanotiwb carbon yn arddangos cyseiniant o fewn ystod amledd penodol (amledd THz is), ond nid yw'n gallu atseinio y tu allan i'r ystod hon yn llwyr.
Ffigur 10 (a) Antena deupol nanotiwb carbon. (b) cromlin rhwystriant-amledd mewnbwn
Yn 2012, cynigiodd Samir F. Mahmoud ac Ayed R. AlAjmi strwythur antena terahertz newydd yn seiliedig ar nanotiwbiau carbon, sy'n cynnwys bwndel o nanotiwbiau carbon wedi'u lapio mewn dwy haen dielectrig. Mae'r haen dielectrig fewnol yn haen ewyn dielectrig, ac mae'r haen dielectrig allanol yn haen fetamaterial. Dangosir y strwythur penodol yn Ffigur 11. Trwy brofion, mae perfformiad ymbelydredd yr antena wedi'i wella o'i gymharu â nanotiwbiau carbon un wal.
Ffigur 11 Antena terahertz newydd yn seiliedig ar nanotiwbiau carbon
Mae'r antenâu terahertz deunydd newydd a gynigir uchod yn dri dimensiwn yn bennaf. Er mwyn gwella lled band yr antena a gwneud antenâu cydymffurfiol, mae antenâu graphene planar wedi cael sylw eang. Mae gan Graphene nodweddion rheoli parhaus deinamig rhagorol a gall gynhyrchu plasma arwyneb trwy addasu'r foltedd bias. Mae plasma arwyneb yn bodoli ar y rhyngwyneb rhwng swbstradau cyson dielectrig positif (fel Si, SiO2, ac ati) a swbstradau cyson dielectrig negyddol (fel metelau gwerthfawr, graphene, ac ati). Mae yna nifer fawr o "electronau rhydd" mewn dargludyddion fel metelau gwerthfawr a graphene. Gelwir yr electronau rhydd hyn hefyd yn blasma. Oherwydd y maes potensial cynhenid yn y dargludydd, mae'r plasmas hyn mewn cyflwr sefydlog ac nid yw'r byd y tu allan yn tarfu arnynt. Pan fydd egni tonnau electromagnetig digwyddiad yn cael ei gyplysu â'r plasmas hyn, bydd y plasmas yn gwyro o'r cyflwr cyson ac yn dirgrynu. Ar ôl y trawsnewid, mae'r modd electromagnetig yn ffurfio ton magnetig ardraws yn y rhyngwyneb. Yn ôl y disgrifiad o berthynas gwasgariad plasma arwyneb metel gan fodel Drude, ni all metelau gyplu'n naturiol â thonnau electromagnetig mewn gofod rhydd a throsi ynni. Mae angen defnyddio deunyddiau eraill i gyffroi tonnau plasma arwyneb. Mae tonnau plasma arwyneb yn dadfeilio'n gyflym i gyfeiriad cyfochrog y rhyngwyneb metel-swbstrad. Pan fydd y dargludydd metel yn dargludo i'r cyfeiriad perpendicwlar i'r wyneb, mae effaith croen yn digwydd. Yn amlwg, oherwydd maint bach yr antena, mae effaith croen yn y band amledd uchel, sy'n achosi perfformiad yr antena i ostwng yn sydyn ac ni allant fodloni gofynion antenâu terahertz. Mae gan plasmon arwyneb graphene nid yn unig rym rhwymo uwch a cholled is, ond mae hefyd yn cefnogi tiwnio trydanol parhaus. Yn ogystal, mae gan graphene ddargludedd cymhleth yn y band terahertz. Felly, mae lluosogi tonnau araf yn gysylltiedig â'r modd plasma ar amleddau terahertz. Mae'r nodweddion hyn yn dangos yn llawn ymarferoldeb graphene i ddisodli deunyddiau metel yn y band terahertz.
Yn seiliedig ar ymddygiad polareiddio plasmonau wyneb graphene, mae Ffigur 12 yn dangos math newydd o antena stribed, ac yn cynnig siâp band nodweddion lluosogi tonnau plasma mewn graphene. Mae dyluniad band antena tiwnadwy yn darparu ffordd newydd o astudio nodweddion lluosogi antenâu terahertz deunydd newydd.
Ffigur 12 Antena stribed newydd
Yn ogystal ag archwilio uned elfennau antena terahertz deunydd newydd, gellir dylunio antenâu terahertz nanopatch graphene hefyd fel araeau i adeiladu systemau cyfathrebu antena aml-allbwn aml-fewnbwn terahertz. Dangosir strwythur antena yn Ffigur 13. Yn seiliedig ar briodweddau unigryw antenâu nanopatch graphene, mae gan yr elfennau antena ddimensiynau graddfa micron. Mae dyddodiad anwedd cemegol yn syntheseiddio gwahanol ddelweddau graphene yn uniongyrchol ar haen denau nicel ac yn eu trosglwyddo i unrhyw swbstrad. Trwy ddewis nifer briodol o gydrannau a newid y foltedd gogwydd electrostatig, gellir newid y cyfeiriad ymbelydredd yn effeithiol, gan wneud y system yn ailgyflunio.
Ffigur 13 Arae antena terahertz nanopatch graphene
Mae ymchwil deunyddiau newydd yn gyfeiriad cymharol newydd. Disgwylir i arloesi deunyddiau dorri trwy gyfyngiadau antenâu traddodiadol a datblygu amrywiaeth o antenâu newydd, megis metamaterials y gellir eu hailgyflunio, deunyddiau dau ddimensiwn (2D), ac ati Fodd bynnag, mae'r math hwn o antena yn dibynnu'n bennaf ar arloesi newydd. deunyddiau a datblygiad technoleg prosesau. Beth bynnag, mae datblygu antenâu terahertz yn gofyn am ddeunyddiau arloesol, technoleg brosesu fanwl gywir a strwythurau dylunio newydd i fodloni gofynion enillion uchel, cost isel a lled band eang antenâu terahertz.
Mae'r canlynol yn cyflwyno egwyddorion sylfaenol tri math o antenâu terahertz: antenâu metel, antenâu dielectric ac antenâu deunydd newydd, ac yn dadansoddi eu gwahaniaethau a manteision ac anfanteision.
1. Antena metel: Mae'r geometreg yn syml, yn hawdd i'w phrosesu, cost gymharol isel, a gofynion isel ar gyfer deunyddiau swbstrad. Fodd bynnag, mae antenâu metel yn defnyddio dull mecanyddol i addasu lleoliad yr antena, sy'n dueddol o gael gwallau. Os nad yw'r addasiad yn gywir, bydd perfformiad yr antena yn cael ei leihau'n fawr. Er bod yr antena metel yn fach o ran maint, mae'n anodd cydosod â chylched planar.
2. Antena dielectrig: Mae gan yr antena dielectrig rwystriant mewnbwn isel, mae'n hawdd ei gydweddu â synhwyrydd rhwystriant isel, ac mae'n gymharol syml i gysylltu â chylched planar. Mae siapiau geometrig antenâu dielectrig yn cynnwys siâp glöyn byw, siâp U dwbl, siâp logarithmig confensiynol a siâp sin cyfnodol logarithmig. Fodd bynnag, mae gan antenâu dielectrig hefyd ddiffyg angheuol, sef yr effaith tonnau arwyneb a achosir gan y swbstrad trwchus. Yr ateb yw llwytho lens a disodli'r swbstrad dielectrig gyda strwythur EBG. Mae'r ddau ateb yn gofyn am arloesi a gwelliant parhaus o dechnoleg prosesau a deunyddiau, ond gall eu perfformiad rhagorol (fel omnidirectionality ac atal tonnau arwyneb) ddarparu syniadau newydd ar gyfer ymchwilio i antenâu terahertz.
3. Antenâu deunydd newydd: Ar hyn o bryd, mae antenâu deupol newydd wedi'u gwneud o nanotiwbiau carbon a strwythurau antena newydd wedi'u gwneud o fetadeunyddiau wedi ymddangos. Gall deunyddiau newydd ddod â datblygiadau newydd mewn perfformiad, ond y rhagosodiad yw arloesi gwyddor deunyddiau. Ar hyn o bryd, mae'r ymchwil ar antenâu deunydd newydd yn dal i fod yn y cyfnod archwilio, ac nid yw llawer o dechnolegau allweddol yn ddigon aeddfed.
I grynhoi, gellir dewis gwahanol fathau o antenâu terahertz yn unol â gofynion dylunio:
1) Os oes angen dyluniad syml a chost cynhyrchu isel, gellir dewis antenâu metel.
2) Os oes angen integreiddio uchel a rhwystriant mewnbwn isel, gellir dewis antenâu deuelectrig.
3) Os oes angen datblygiad arloesol mewn perfformiad, gellir dewis antenâu deunydd newydd.
Gellir addasu'r dyluniadau uchod hefyd yn unol â gofynion penodol. Er enghraifft, gellir cyfuno dau fath o antena i ennill mwy o fanteision, ond rhaid i'r dull cydosod a thechnoleg dylunio fodloni gofynion mwy llym.
I ddysgu mwy am antenâu, ewch i:
Amser postio: Awst-02-2024
