Реконфигурируемая антенна
| Часть серии о |
| Антенны |
|---|
 |
— Реконфигурируемая антенна это антенна, способная динамически, контролируемым и обратимым образом изменять свою частоту и свойства излучения. [2] Чтобы обеспечить динамический отклик, реконфигурируемые антенны включают в себя внутренний механизм (например, радиочастотные переключатели , варакторы , механические приводы или настраиваемые материалы ), который позволяет намеренно перераспределять радиочастотные токи по поверхности антенны и производить обратимые изменения ее свойств. Реконфигурируемые антенны отличаются от интеллектуальных антенн тем, что механизм реконфигурации находится внутри антенны, а не во внешней сети формирования луча . Возможность реконфигурации реконфигурируемых антенн используется для максимизации производительности антенны в изменяющихся условиях или для удовлетворения меняющихся эксплуатационных требований.
Виды перенастройки антенны
[ редактировать ]Реконфигурируемые антенны можно классифицировать по параметру антенны, который динамически настраивается, обычно это рабочая частота , диаграмма направленности или поляризация . [3]
Реконфигурация частоты
[ редактировать ]Антенны с реконфигурируемой частотой могут динамически регулировать частоту своей работы . Они особенно полезны в ситуациях, когда несколько систем связи сходятся, поскольку необходимые несколько антенн можно заменить одной реконфигурируемой антенной. Реконфигурация частоты обычно достигается путем физических или электрических модификаций размеров антенны с использованием радиочастотных переключателей. [4] импедансная нагрузка [5] или настраиваемые материалы. [6]
Реконфигурация диаграммы направленности
[ редактировать ]Реконфигурация диаграммы направленности основана на намеренном изменении сферического распределения диаграммы направленности . Управление лучом является наиболее расширенным применением и заключается в управлении направлением максимального излучения для максимизации усиления антенны при соединении с мобильными устройствами. Антенны с реконфигурируемой диаграммой направленности обычно проектируются с использованием подвижных/вращающихся конструкций. [7] [8] или переключаемые и реактивно загружаемые паразитные элементы. [9] [10] [11] За последние 10 лет реконфигурируемые антенны на основе метаматериалов привлекли внимание благодаря своему небольшому форм-фактору, широкому диапазону управления лучом и возможности беспроводного применения. [12] [13] Плазменные антенны также исследовались как альтернатива с настраиваемой направленностью. [14] [15] [16]
Реконфигурация поляризации
[ редактировать ]Антенны с реконфигурируемой поляризацией способны переключаться между различными режимами поляризации . Возможность переключения между горизонтальной, вертикальной и круговой поляризацией может быть использована для уменьшения потерь из-за рассогласования поляризации в портативных устройствах. Реконфигурацию поляризации можно обеспечить путем изменения баланса между различными модами многомодовой структуры. [17]
Сложная реконфигурация
[ редактировать ]Сложная реконфигурация — это возможность одновременной настройки нескольких параметров антенны, например частоты и диаграммы направленности. Наиболее распространенным применением составной реконфигурации является сочетание изменения частоты и сканирования луча для обеспечения улучшенной спектральной эффективности. Сложная реконфигурация достигается за счет объединения в одной структуре различных методов однопараметрической реконфигурации. [18] [19] или путем динамического изменения формы поверхности пикселя. [1] [20]
Методы реконфигурации
[ редактировать ]Существуют различные типы методов реконфигурации антенн. В основном они электрические. [4] (например, с использованием RF-MEMS , PIN-диодов или варакторов ), оптических, физических (в основном механических), [7] [8] и использование материалов. Для методов реконфигурации с использованием материалов материалы могут быть твердыми, жидкими кристаллами, жидкостями (диэлектрическая жидкость). [21] или жидкий металл).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Родриго, Д.; Цетинер, бакалавр искусств; Жофре, Л. (2014). «Частота, диаграмма направленности и реконфигурируемая поляризация антенны с использованием паразитного пиксельного слоя». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 62 (6): 3422. Бибкод : 2014ITAP...62.3422R . дои : 10.1109/TAP.2014.2314464 . S2CID 22316165 .
- ^ Дж. Т. Бернхард. (2007). «Реконфигурируемые антенны». Обобщающие лекции по антеннам . 2 :1–66. дои : 10.2200/S00067ED1V01Y200707ANT004 . S2CID 36417351 .
- ^ Г.Х. Хафф и Дж. Т. Бернхард. (2008). «Реконфигурируемые антенны». В С. А. Баланисе (ред.). Справочник по современным антеннам . Джон Уайли и сыновья.
- ^ Jump up to: а б Панагамува, CJ; Чаурая, А.; Вардаксоглу, Дж. К. (2006). «Антенна с реконфигурацией частоты и луча с использованием фотопроводящих переключателей» . IEEE Транс. Антенны Пропаг . 54 (2): 449. Бибкод : 2006ITAP...54..449P . дои : 10.1109/TAP.2005.863393 . S2CID 8074147 .
- ^ Эрдил, Э; Топалли, К; Унлу, М; Циви, О; Акин, Т (2007). «Микрополосковая патч-антенна с перестройкой частоты с использованием технологии RF MEMS». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 55 (4): 1193. Бибкод : 2007ITAP...55.1193E . дои : 10.1109/TAP.2007.893426 . S2CID 19335959 .
- ^ Лю, Л.; Лэнгли, Р. (2008). «Жидкокристаллическая перестраиваемая микрополосковая патч-антенна». Электронные письма . 44 (20): 1179. Бибкод : 2008ElL....44.1179L . дои : 10.1049/эл:20081995 .
- ^ Jump up to: а б Цзяо, JC; Фу, Ю.; Чио, И.М.; ДеЛизио, М.; Ли, Л.Ю. (1999). «Реконфигурируемая антенна Vee MEMS». Дайджест Международного симпозиума по микроволновому оборудованию IEEE MTT-S, 1999 г. (кат. № 99CH36282) . Том. 4. С. 1515–1518. дои : 10.1109/MWSYM.1999.780242 . ISBN 978-0-7803-5135-6 . S2CID 7946482 .
- ^ Jump up to: а б Родриго, Д.; Жофре, Л.; Цетинер, бакалавр (2012). «Реконфигурируемая антенна с круговым управлением лучом и жидкометаллическими паразитами». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 60 (4): 1796. Бибкод : 2012ITAP...60.1796R . дои : 10.1109/TAP.2012.2186235 . S2CID 36089245 .
- ^ Абуфуль, Т.; Парини, К.; Чен, X.; Аломейни, А. (2013). «Плоская круглая сверхширокополосная несимметричная антенна с реконфигурируемой диаграммой направленности». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 61 (10): 4973. Бибкод : 2013ITAP...61.4973A . дои : 10.1109/TAP.2013.2274262 . S2CID 9565138 .
- ^ Харрингтон, РФ (1978). «Реактивно управляемые массивы директив». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 26 (3): 390–395. Бибкод : 1978ITAP...26..390H . дои : 10.1109/TAP.1978.1141852 .
- ^ Хум, СВ; Перрюиссо-Кэррье, Ж. (2014). «Реконфигурируемые отражающие матрицы и матричные линзы для динамического управления лучом антенны: обзор». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 62 (1): 183. arXiv : 1308.4593 . Бибкод : 2014ITAP...62..183H . дои : 10.1109/TAP.2013.2287296 . S2CID 32075766 .
- ^ Мукиа, П.; Дандекар, КР (2009). «Антенная решетка метаматериал-подложка для системы связи MIMO». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 57 (10): 3283. Бибкод : 2009ITAP...57.3283M . дои : 10.1109/TAP.2009.2028638 . S2CID 22859024 .
- ^ Гулати, Н.; Дандекар, КР (2014). «Изучение выбора состояния для реконфигурируемых антенн: подход многорукого бандита». Транзакции IEEE по антеннам и распространению . 62 (3): 1027. Бибкод : 2014ITAP...62.1027G . дои : 10.1109/TAP.2013.2276414 . S2CID 1061713 .
- ^ Борг, Джерард Г.; Харрис, Джеффри Х. (24 мая 1999 г.). «Применение плазменных столбов в радиочастотных антеннах». Письма по прикладной физике . 74 (22): 3272–3274. Бибкод : 1999ApPhL..74.3272B . дои : 10.1063/1.123317 .
- ^ Кумар, Раджниш; Бора, Дирадж (3 марта 2010 г.). «Реконфигурируемая плазменная антенна». Журнал прикладной физики . 107 (5): 053303–053303–9. Бибкод : 2010JAP...107e3303K . дои : 10.1063/1.3318495 .
- ^ Алексефф И.; и др. (18 апреля 2006 г.). «Экспериментальные и теоретические результаты с плазменными антеннами». Транзакции IEEE по науке о плазме . 34 (2): 166–172. Бибкод : 2006ITPS...34..166A . дои : 10.1109/TPS.2006.872180 . S2CID 32033839 .
- ^ Саймонс, Р.Н.; Донхун, К.; Катехи, ЛПБ (2002). «Патч-антенна с реконфигурацией поляризации с использованием приводов микроэлектромеханических систем (МЭМС)». Международный симпозиум Общества антенн и распространения сигналов IEEE (номер по каталогу IEEE 02CH37313) . Том. 2. Распространение антенн IEEE. Соц. Межд. Симп. стр. 6–9. дои : 10.1109/APS.2002.1016015 . hdl : 2060/20020063517 . ISBN 978-0-7803-7330-3 . S2CID 108547161 .
- ^ XS, Ян; Ван, Б.З.; Ву, В.; Сяо, С. (2007). «Антенна Yagi Patch с двухдиапазонной и реконфигурируемой диаграммой направленности». Антенны IEEE Wirel. Пропаг. Летт . 6 (11): 168. Бибкод : 2007IAWPL...6..168Y . дои : 10.1109/LAWP.2007.895292 . S2CID 7752473 .
- ^ Абуфуль, Т.; Чен, X.; Парини, К.; Аломейни, А. (2014). «Многопараметрическая реконфигурация в одной планарной сверхширокополосной антенне для современных систем беспроводной связи» . IET Микроволновые печи, антенны и распространение . 8 (11): 849–857. doi : 10.1049/iet-map.2013.0690 . S2CID 110598537 .
- ^ Прингл, LN; и др. (2004). «Антенна с реконфигурируемой апертурой, основанная на коммутируемых соединениях между электрически небольшими металлическими участками». IEEE Транс. Антенны Пропаг . 52 (6): 1434–1445. Бибкод : 2004ITAP...52.1434P . дои : 10.1109/TAP.2004.825648 . S2CID 25035434 .
- ^ Мотовилова Елизавета; Хуан, Шао Ин (2020). «Обзор реконфигурируемых антенн с жидким диэлектриком» . Материалы . 13 (8): 1863. Бибкод : 2020Mate...13.1863M . дои : 10.3390/ma13081863 . ПМК 7216238 . ПМИД 32316173 .