Metamaterial-aktiveret Antenner Hjælp med at forbedre Satellit Communications Systems

Mindre, lettere vægt, bedre fungerende og mere multifunktionelle miniature antenner med øget ydeevne kan være muligt ved hjælp af smarte materialer, ifølge Penn State ingeniører. En særlig lovende anvendelse af denne teknologi er for satellitkommunikation kommunikationssystemer. 

Disse antenner lavet af metamaterialer-fremstillede materialer, som besidder eksotiske egenskaber normalt ikke findes i naturen-kan integreres med moderne digitale elektroniske radioer, der er software kontrollerede, letter en transformativ kommunikationssystem med bemærkelsesværdig frekvens og polarisering agility.

De ingeniører, der rapporterede deres forskning i et nyligt nummer af Advanced Electronic Materials, udviklet et lille, funktionaliseret, metamaterial antenne drives af samtidigt tuning komponenter i metamaterial og antennen sammen som et system, sagde Clinton Scarborough, der arbejdede på denne forskning for hans afhandling.

Metamaterialer udlede deres usædvanlige egenskaber fra fremstillede strukturer snarere end atomare eller molekylære interaktioner alene.

"Metamateriale-baserede antenner lider ofte en stigmatisering af upraktisk smalle drifts- båndbredder, ligesom små antenner," sagde Scarborough. "Radioer nødt til at være i stand til at operere over en betydelig båndbredde, men typisk kun på en enkelt kanal ad gangen. Fysikkens love dikterer, at en lille metamaterial antenne vil have en lille båndbredde, men moderne radioer kan nemt tune antennen, så Det fungerer på den kanal, radioen er i øjeblikket bruger, der giver sammenlignelige resultater til en stor bredbånd antenne, mens du tager mindre plads og endda give nye muligheder. "

Ingeniørerne udviklede en justerbar metamaterial der tillader dem at tune en miniaturiserede antenne med smalle øjeblikkelige båndbredder på tværs en hel kommunikation bånd afhængigt af kanalen i brug, siger Douglas H. Werner, John L. og Genevieve H. McCain Chair professor i Electrical Engineering.

"Tuning metamaterial og antenne i tandem giver en dynamisk drift kanal, med en justerbar, næsten-vilkårlig polarisering respons som en ekstra fordel," sagde Werner. "Ved at anvende vores funktionaliserede metamaterial koncepter, har vi været i stand til at udtænke en måde at dynamisk tune frekvensgang og polarisering for antennen, mens på samme tid, hvilket giver en vej til skalering design til lave frekvenser."

Mange forskergrupper arbejder på forskellige former for metamaterial-aktiverede antenner, men det ene område, der har været ganske udfordrende er at finde ud af en måde at skalere disse metamaterial og tilhørende antenne strukturer ned til at operere ved lavere frekvenser og samtidig opretholde en praktisk fysisk størrelse og vægt for den resulterende integrerede enhed-i almindelighed, jo lavere frekvens, jo større antennen, sagde Werner.

Læg en besked 

Message List