Metamaterial-aktiverade Antenner Hjälp Förbättra satellitkommunikationssystem

Mindre, lättare vikt, bättre prestanda och fler multifunktionella miniatyr antenner med ökad prestanda kan vara möjligt att använda smarta material, enligt Penn State ingenjörer. En särskilt lovande tillämpning av denna teknik är för satellitkommunikationssystem. 

Dessa antenner tillverkade av metamaterial-tillverkade material som besitter exotiska egenskaper som vanligtvis inte finns i naturen-kan integreras med moderna digitala elektroniska radioapparater som programvara styrda, vilket underlättar en omvälvande kommunikationssystem med anmärkningsvärd frekvens och polarisation smidighet.

Ingenjörerna, som rapporterade sin forskning i ett färskt nummer av Advanced Electronic Materials, utvecklat en liten, funktionaliserat, metamaterial antenn drivs genom samtidig tuning komponenter i metamaterial och antennen tillsammans som ett system, sade Clinton Scarborough, som arbetat med denna forskning för sin avhandling.

Metamaterial härleda sina ovanliga egenskaper från tillverkade strukturer snarare än atom- eller molekylära interaktioner ensam.

"Metamaterial Baserade antenner lider ofta ett stigma av opraktiskt smala driftsbredder, precis som små antenner", säger Scarborough. "Radios måste kunna fungera över en betydande bandbredd, men vanligtvis bara på en enda kanal i taget. Fysikens lagar dikterar att en liten metamaterial antenn kommer att ha en liten bandbredd, men moderna radioapparater kan enkelt stämma av antennen så att det fungerar på den kanal radion för närvarande använder, ger jämförbar prestanda till ett stort bredbandsantenn samtidigt som mindre utrymme och även skapa nya möjligheter. "

Ingenjörerna utvecklat en avstämbar metamaterial som gör det möjligt för dem att ställa en miniatyriserad antenn med smala momentana bandbredder över en hel kommunikations band beroende på kanalen som används, säger Douglas H. Werner, John L. och Genevieve H. McCain ordförande professor i elektroteknik.

"Trimma metamaterial och antenn i tandem ger en dynamisk trafikkanal, med en avstämbar, nästan godtyckligt polariseringssvar som en extra fördel", säger Werner. "Genom att använda våra funktionaliserade metamaterial begrepp, har vi kunnat ta fram ett sätt att dynamiskt ställa in frekvensgång och polarisering för antennen, medan samtidigt, vilket ger en väg till skalning mönster till låga frekvenser."

Många forskargrupper arbetar med olika typer av metamaterial-aktiverade antenner, men ett område som har varit ganska utmanande är att räkna ut ett sätt att skala dessa metamaterial och tillhörande antennstrukturer ner att arbeta vid lägre frekvenser samtidigt behålla en praktisk fysisk storlek och vikt för den resulterande integrerad enhet-i allmänhet, ju lägre frekvens, ju större antenn, säger Werner.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC