Tala Fou - Ose Toe Iloiloga o Antenna Laina Fa'asalalau Metamaterial

I. Folasaga
Metamaterials e mafai ona sili ona faʻamatalaina o ni fausaga faʻapitoa e gaosia ai ni mea faʻapitoa eletise e le o iai faʻapitoa. Metamaterials o lo'o i ai le fa'atagaina le lelei ma le le lelei o le fa'aogaina e ta'ua o metamaterial agavale (LHMs). LHMs ua mae'a su'esu'eina i totonu o nu'u fa'asaienisi ma fa'ainisinia. I le 2003, na fa'aigoaina ai LHM o se tasi o mata'upu fa'asaienisi pito i luga e sefulu o le vaitau fa'aonaponei e le mekasini Saienisi. O talosaga fou, manatu, ma masini ua fausia e ala i le fa'aogaina o meatotino tulaga ese a LHMs. Ole auala e fa'asalalauina ai (TL) ose auala fa'ata'atia lelei e mafai fo'i ona fa'avasegaina fa'avae o LHMs. Pe a faʻatusatusa i TL masani, o le pito sili ona taua o metamaterial TLs o le faʻatonutonuina o faʻamaufaʻailoga TL (faʻasalalauga faifaipea) ma uiga faʻalavelave. O le faʻatonutonuina o metamaterial TL faʻasologa e maua ai manatu fou mo le faʻatulagaina o fausaga antenna ma sili atu le lapoʻa, maualuga le faʻatinoga, ma galuega fou. Ata 1 (a), (b), ma le (c) o lo'o fa'aalia ai fa'ata'ita'iga ta'amilosaga e leai se gau o le laina eletise lima taumatau mama (PRH), laina eletise lima agavale mama (PLH), ma le laina fa'asalalau agava'a agavale ( CRLH), i le faasologa. E pei ona faʻaalia i le Ata 1(a), o le PRH TL tutusa faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e masani lava o se tuʻufaʻatasiga o faʻasologa o le inductance ma le shunt capacitance. E pei ona faʻaalia i le Ata 1(b), o le PLH TL circuit model o se tuʻufaʻatasiga o le shunt inductance ma le faʻasologa capacitance. I fa'atinoga fa'atino, e le mafai ona fa'atinoina se fa'asologa PLH. E mafua lenei mea i le le mafai ona alofia parasitic series inductance ma shunt capacitance aafiaga. O le mea lea, o uiga o le laina agavale agavale e mafai ona iloa i le taimi nei o fausaga tu'ufa'atasi uma agavale ma lima taumatau, e pei ona fa'aalia i le Ata 1(c).

Ata 1 Fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga laina fa'asalalau 'ese'ese

O le faʻasalalauga faifaipea (γ) o le laina faʻasalalau (TL) o loʻo faʻatatauina e pei o: γ = α + jβ = Sqrt (ZY), lea o le Y ma le Z o loʻo faʻatusalia le ulufale ma le impedance. Mafaufau i le CRLH-TL, Z ma Y e mafai ona faʻaalia e pei o:

O se toniga CRLH TL o le ai ai le feso'ota'iga fa'asalalau nei:

Ole vaega tumau β e mafai ona avea ma se numera moni po'o se numera fa'atusa. Afai o le β e matua moni lava i totonu ole laina ole laina, o loʻo i ai se passband i totonu ole laina ole laina ona ole tulaga γ=jβ. I le isi itu, afai o le β o se numera faʻapitoa i totonu o se laina faʻasolosolo, o loʻo i ai se faʻamaufaʻailoga i totonu o le laina faʻasolosolo ona o le tulaga γ=α. O lenei fusi fa'amau e tulaga ese ile CRLH-TL ma e le o iai ile PRH-TL po'o le PLH-TL. O ata 2 (a), (b), ma le (c) o loʻo faʻaalia ai taʻavale faʻasalalau (ie, le ω - β sootaga) o le PRH-TL, PLH-TL, ma le CRLH-TL, i le faasologa. Faʻavae i luga o faʻasalalauga faʻasalalau, o le saoasaoa o le vaega (vg=∂ω/∂β) ma le saoasaoa o le vaega (vp=ω/β) o le laina faʻasalalau e mafai ona maua ma faʻatusatusa. Mo PRH-TL, e mafai fo'i ona fa'ailoa mai le pupuni o le vg ma le vp e tutusa (ie, vpvg>0). Mo PLH-TL, o lo'o fa'aalia e le pupuni e le tutusa le vg ma le vp (ie, vpvg<0). O lo'o fa'aalia fo'i e le ta'amilosaga ta'ape o le CRLH-TL le iai o le itulagi LH (ie, vpvg <0) ma le itulagi RH (ie, vpvg > 0). E pei ona mafai ona vaʻaia mai le Ata 2(c), mo CRLH-TL, afai o le γ o se numera moni mama, o loʻo i ai se faʻamau taofi.

Ata 2 Pi'o ta'ape o laina felauaiga eseese

E masani lava, o le faasologa ma le tutusa o resonances o se CRLH-TL e eseese, lea e taʻua o se tulaga le paleni. Ae peita'i, pe a tutusa le fa'asologa ma laina resonance tutusa, e ta'ua o se tulaga paleni, ma o le fa'ata'ita'iga fa'atusa fa'atusa fa'afaigofie e fa'aalia i le Ata 3(a).

Ata 3 Fa'ata'ita'iga ta'amilosaga ma le pi'o fa'ata'apeina o laina fe'avea'i lima agavale tu'ufa'atasi

A'o fa'atuputeleina le fa'atuputeleina, fa'asolosolo fa'atuputeleina uiga fa'asalalau o le CRLH-TL. E mafua ona o le saosaoa o vaega (ie, vp=ω/β) ua fa'atupula'ia le fa'alagolago i taimi. I laina maualalo, CRLH-TL e pule i le LH, ae i luga ole laina maualuga, CRLH-TL e pulea e le RH. O loʻo faʻaalia ai le natura lua o le CRLH-TL. O loʻo faʻaalia le ata faʻasalalau CRLH-TL paleni i le Ata 3(b). E pei ona fa'aalia i le Ata 3(b), o le suiga mai le LH i le RH e tupu ile:

O le ω0 o le fa'asologa o suiga. O le mea lea, i le tulaga paleni, o se suiga lamolemole e tupu mai le LH i le RH ona o le γ o se numera faʻapitoa. O le mea lea, e leai se faʻamaufaʻailoga mo le faʻasalalau paleni CRLH-TL. E ui lava o le β e zero i le ω0 (le gata e fa'atatau i le fa'ata'ita'iga umi galu, ie, λg=2π/|β|), o lo'o fa'asolo pea le galu ona o le vg i le ω0 e le o se zero. E fa'apena fo'i, i le ω0, o le si'i vaega o le zero mo le TL o le umi d (ie, φ= - βd=0). O le fa'asologa o le vaega (ie, φ>0) e tupu i le laina ole laina ole LH (ie, ω<ω0), ma le fa'aletonu o le vaega (ie, φ<0) e tupu ile laina ole RH (ie, ω>ω0). Mo se CRLH TL, o le faʻalavelave faʻapitoa o loʻo faʻamatalaina e faapea:

O le ZL ma le ZR o le PLH ma le PRH impedances, i le faasologa. Mo le tulaga le paleni, o le impedance uiga e faalagolago i le taimi. Ole fa'ata'ita'iga o lo'o i luga o lo'o fa'aalia ai o le tulaga paleni e tuto'atasi mai taimi, o lea e mafai ai ona maua se fa'atusatusaga lautele bandwidth. O le TL equation na maua i luga e tutusa ma faʻamaufaʻailoga faʻavae e faʻamalamalamaina ai mea CRLH. O le fa'asologa o le TL o le γ=jβ=Sqrt(ZY). Fa'atatau i le fa'asolo pea o meafaitino (β=ω x Sqrt(εμ)), e mafai ona maua le fa'atusa lea:

E faʻapea foʻi, o le faʻalavelave faʻapitoa o le TL, ie, Z0 = Sqrt (ZY), e tutusa ma le faʻalavelave faʻapitoa o mea, ie, η = Sqrt (μ / ε), lea e faʻaalia e:

O le faʻailoga faʻasolosolo o le paleni ma le le paleni CRLH-TL (ie, n = cβ / ω) o loʻo faʻaalia i le Ata 4. I le Ata 4, o le faʻamaufaʻailoga o le CRLH-TL i lona LH e le lelei ma le faʻailoga faʻasolosolo i lona RH. tulaga lelei.

Ata 4 Fa'ailoga fa'ata'ita'i masani o CRLH TLs paleni ma le le paleni.

1. LC feso'ota'iga
E ala i le fa'aosoina o sela LC bandpass o lo'o fa'aalia i le Ata 5(a), o se CRLH-TL masani ma le tutusa lelei o le umi d e mafai ona fausia i lea taimi ma lea taimi pe leai fo'i. I se tulaga lautele, ina ia faʻamautinoa le faʻaogaina o le faʻatusatusaina ma le gaosiga o le CRLH-TL, e manaʻomia le taʻamilosaga faʻavaitaimi. A fa'atusatusa i le fa'ata'ita'iga o le Ata 1(c), e leai se lapo'a o le cell circuit o le Ata 5(a) ma e matua'i la'ititi lava le umi fa'aletino (ie, Δz i mita). Mafaufau i lona umi eletise θ=Δφ (rad), e mafai ona faʻaalia le vaega o le LC cell. Ae ui i lea, ina ia mafai ona iloa moni le faʻaogaina o le inductance ma le gafatia, e manaʻomia le faʻavaeina o le umi faaletino p. Ole filifiliga ole tekonolosi fa'aoga (e pei ole microstrip, coplanar waveguide, vaega luga ole mauga, ma isi) o le a a'afia ai le tino o le LC cell. O le LC cell o le Ata 5(a) e tutusa ma le fa'atupu fa'aopoopo o le Ata 1(c), ma lona tapula'a p=Δz→0. E tusa ai ma le tulaga tutusa p→0 i le Ata 5(b), e mafai ona fausia se TL (e ala i sela LC cascading) e tutusa ma se toniga lelei CRLH-TL ma le umi d, ina ia foliga tutusa le TL i galu electromagnetic.

Ata 5 CRLH TL fa'avae ile LC network.

Mo le LC cell, i le iloiloina o tuutuuga tuaoi faavaitaimi (PBCs) e tutusa ma le Bloch-Floquet theorem, o le faʻasalalauga fesoʻotaʻiga o le LC cell ua faʻamaonia ma faʻaalia e pei ona taua i lalo:

O le fa'asologa o le fa'alavelave (Z) ma le fa'aogaina o le shunt (Y) o le LC cell e fa'atatau i fa'atusa nei:

Talu ai o le umi eletise o le iunite LC e la'ititi lava, e mafai ona fa'aogaina le fa'atatau a Teila e maua ai:

2. Fa'atinoga Faaletino
I le vaega muamua, o le LC network e gaosia ai le CRLH-TL na talanoaina. O ia feso'ota'iga LC e na'o le fa'aaogaina o vaega fa'aletino e mafai ona maua ai le mana mana'omia (CR ma CL) ma le inductance (LR ma le LL). I tausaga talu ai nei, o le faʻaogaina o mea faʻapipiʻi masini (SMT) vaega poʻo vaega tufatufaina ua tosina mai ai le fiafia tele. Microstrip, stripline, coplanar waveguide po'o isi tekinolosi fa'apena e mafai ona fa'aoga e iloa ai vaega tufatufaina. E tele mea e tatau ona mafaufau i ai pe a filifilia SMT chips poʻo vaega tufatufaina. SMT-faʻavae CRLH fausaga e sili atu ona taatele ma faigofie ona faʻatinoina i tulaga o auʻiliʻiliga ma mamanu. E mafua lenei mea ona o le maua o vaega ole SMT chip, e le manaʻomia le toe faʻaleleia ma le gaosiga faʻatusatusa i vaega tufatufaina. Ae ui i lea, o le maua o vaega SMT o loʻo faʻasalalau, ma e masani ona latou galulue i laina maualalo (ie, 3-6GHz). O le mea lea, o fausaga o le CRLH e fa'avae SMT e fa'atapula'aina le fa'aogaina o laina fa'agaoioi ma uiga fa'apitoa. Mo se fa'ata'ita'iga, i le fa'aosoina o fa'aoga, o vaega va'a SMT atonu e le mafai. Ata 6 o lo'o fa'aalia ai se fa'asologa fa'asoa fa'avae ile CRLH-TL. O le fausaga o loʻo faʻaalia e ala i le interdigital capacitance ma laina puʻupuʻu, e fausia ai le faasologa capacitance CL ma le tutusa inductance LL o le LH taʻitasi. O le capacitance i le va o le laina ma le GND ua manatu o le RH capacitance CR, ma o le inductance gaosia e le mageta flux faia e le tafe i le taimi nei i le interdigital fausaga ua manatu o le RH inductance LR.