 Компактные, более легкие, эффективные и более многофункциональные миниатюрные антенны с повышенной производительностью могут стать возможными с помощью умных материалов, согласно инженерам университета штата Пенсильвания. Одним из наиболее перспективных применений этой технологии являются системы спутниковой связи.
Эти антенны из метаматериалов представляют собой промышленные материалы, которые обладают экзотическими свойствами, как правило, не встречающимися в природе, и могут быть интегрированы с помощью современных цифровых электронных радио, которые управляются на программном уровне, предоставляя преобразующей системе связи замечательную частоту и ловкость поляризации.
Инженеры разработали небольшую, функционализированную антенну из метаматериалов, работающую посредством одновременной настройки компонентов метаматериала и антенны вместе в качестве системы. Метаматериалы получают свои необычные свойства от произведенных структур, а не атомных или молекулярных взаимодействий в одиночку.
Антенны на основе метаматериала обычно имеют непрактично узкую рабочую полосу пропускания, как маленькие антенны. Радио должны работать при значительной пропускной способности, но, как правило, только на одном канале одновременно. Законы физики диктуют, что небольшая антенна из метаматериала будет иметь небольшую пропускную способность, но современные радиоприемники легко могут настроить антенну таким образом, что она будет работает на любом канале, который радио использует в данный момент, предоставляя сопоставимую производительность в значительной широкополосной антенны, занимая меньше места и даже предоставляя новые возможности.
Инженеры разработали настраиваемый метаматериал, который позволяет им настроить миниатюрные антенны с узкими полосами пропускания мгновенных поперек всей полосы связи в зависимости от используемого канала. Настройка метаматериала и антенны в тандеме обеспечивает динамический рабочий канал, с перестраиваемой, почти-произвольной реакцией поляризации как дополнительное преимущество. Используя свою концепцию функционализированного метаматериала, они смогли разработать способ динамически настраивать частоту и поляризацию антенны, в то же время обеспечивая путь к масштабированию конструкции на низких частотах.
Многие научно-исследовательские группы работают на различных видах антенн с поддержкой метаматериала, но одна область, которая была довольно сложной, заключалась в выяснении способа масштабирования этих метаматериалов и связанные структур антенны для работы на более низких частотах, поддерживая практический физический размер и вес для получаемого интегрированного устройства. В общем, чем ниже частота, тем больше антенна.
|
