2. অ্যান্টেনা সিস্টেমে MTM-TL এর প্রয়োগ
এই বিভাগে কৃত্রিম মেটামেটেরিয়াল টিএল এবং কম খরচে, সহজ উৎপাদন, ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ, প্রশস্ত ব্যান্ডউইথ, উচ্চ লাভ এবং দক্ষতা, প্রশস্ত পরিসরের স্ক্যানিং ক্ষমতা এবং নিম্ন প্রোফাইল সহ বিভিন্ন অ্যান্টেনা কাঠামো বাস্তবায়নের জন্য তাদের কিছু সাধারণ এবং প্রাসঙ্গিক প্রয়োগের উপর আলোকপাত করা হবে। সেগুলি নীচে আলোচনা করা হয়েছে।
১. ব্রডব্যান্ড এবং মাল্টি-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যান্টেনা
l দৈর্ঘ্যের একটি সাধারণ TL-তে, যখন কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি ω0 দেওয়া হয়, তখন ট্রান্সমিশন লাইনের বৈদ্যুতিক দৈর্ঘ্য (বা পর্যায়) নিম্নরূপ গণনা করা যেতে পারে:
যেখানে vp ট্রান্সমিশন লাইনের ফেজ বেগকে প্রতিনিধিত্ব করে। উপরের দিক থেকে দেখা যাচ্ছে, ব্যান্ডউইথ গ্রুপ বিলম্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়, যা ফ্রিকোয়েন্সির ক্ষেত্রে φ এর ডেরিভেটিভ। অতএব, ট্রান্সমিশন লাইনের দৈর্ঘ্য যত ছোট হয়, ব্যান্ডউইথও তত প্রশস্ত হয়। অন্য কথায়, ব্যান্ডউইথ এবং ট্রান্সমিশন লাইনের মৌলিক পর্যায়ের মধ্যে একটি বিপরীত সম্পর্ক রয়েছে, যা নকশা নির্দিষ্ট। এটি দেখায় যে ঐতিহ্যবাহী বিতরণকৃত সার্কিটগুলিতে, অপারেটিং ব্যান্ডউইথ নিয়ন্ত্রণ করা সহজ নয়। স্বাধীনতার ডিগ্রির ক্ষেত্রে ঐতিহ্যবাহী ট্রান্সমিশন লাইনের সীমাবদ্ধতার জন্য এটি দায়ী করা যেতে পারে। যাইহোক, লোডিং উপাদানগুলি মেটামেটেরিয়াল TL-তে অতিরিক্ত পরামিতি ব্যবহার করার অনুমতি দেয় এবং ফেজ প্রতিক্রিয়া একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। ব্যান্ডউইথ বাড়ানোর জন্য, বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্যের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি একই রকম ঢাল থাকা প্রয়োজন। কৃত্রিম মেটামেটেরিয়াল TL এই লক্ষ্য অর্জন করতে পারে। এই পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, গবেষণাপত্রে অ্যান্টেনার ব্যান্ডউইথ বাড়ানোর জন্য অনেক পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে। পণ্ডিতরা স্প্লিট রিং রেজোনেটর দিয়ে লোড করা দুটি ব্রডব্যান্ড অ্যান্টেনা ডিজাইন এবং তৈরি করেছেন (চিত্র 7 দেখুন)। চিত্র ৭-এ দেখানো ফলাফলগুলি দেখায় যে প্রচলিত মনোপোল অ্যান্টেনার সাথে স্প্লিট রিং রেজোনেটর লোড করার পরে, একটি কম অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি মোড উত্তেজিত হয়। স্প্লিট রিং রেজোনেটরের আকার মনোপোল অ্যান্টেনার কাছাকাছি অনুরণন অর্জনের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়। ফলাফলগুলি দেখায় যে যখন দুটি অনুরণন মিলে যায়, তখন অ্যান্টেনার ব্যান্ডউইথ এবং বিকিরণ বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়। মনোপোল অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থ যথাক্রমে 0.25λ0×0.11λ0 এবং 0.25λ0×0.21λ0 (4GHz), এবং একটি স্প্লিট রিং রেজোনেটর দিয়ে লোড করা মনোপোল অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থ যথাক্রমে 0.29λ0×0.21λ0 (2.9GHz)। প্রচলিত F-আকৃতির অ্যান্টেনা এবং স্প্লিট রিং রেজোনেটর ছাড়া T-আকৃতির অ্যান্টেনার জন্য, 5GHz ব্যান্ডে পরিমাপ করা সর্বোচ্চ লাভ এবং বিকিরণ দক্ষতা যথাক্রমে 3.6dBi - 78.5% এবং 3.9dBi - 80.2%। স্প্লিট রিং রেজোনেটরযুক্ত অ্যান্টেনার জন্য, 6GHz ব্যান্ডে এই প্যারামিটারগুলি যথাক্রমে 4dBi - 81.2% এবং 4.4dBi - 83%। মনোপোল অ্যান্টেনার উপর একটি ম্যাচিং লোড হিসাবে একটি স্প্লিট রিং রেজোনেটর প্রয়োগ করে, 2.9GHz ~ 6.41GHz এবং 2.6GHz ~ 6.6GHz ব্যান্ডগুলিকে সমর্থন করা যেতে পারে, যা যথাক্রমে 75.4% এবং ~87% ভগ্নাংশ ব্যান্ডউইথের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই ফলাফলগুলি দেখায় যে পরিমাপ ব্যান্ডউইথ প্রায় স্থির আকারের ঐতিহ্যবাহী মনোপোল অ্যান্টেনার তুলনায় প্রায় 2.4 গুণ এবং 2.11 গুণ উন্নত হয়েছে।
চিত্র ৭। স্প্লিট-রিং রেজোনেটর দিয়ে লোড করা দুটি ব্রডব্যান্ড অ্যান্টেনা।
চিত্র ৮-এ দেখানো হয়েছে, কমপ্যাক্ট প্রিন্টেড মনোপোল অ্যান্টেনার পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখানো হয়েছে। যখন S11≤- 10 dB, অপারেটিং ব্যান্ডউইথ হয় 185% (0.115-2.90 GHz), এবং 1.45 GHz-এ, সর্বোচ্চ লাভ এবং বিকিরণ দক্ষতা যথাক্রমে 2.35 dBi এবং 78.8%। অ্যান্টেনার বিন্যাসটি একটি ব্যাক-টু-ব্যাক ত্রিভুজাকার শীট কাঠামোর মতো, যা একটি বক্ররেখার পাওয়ার ডিভাইডারের মাধ্যমে খাওয়ানো হয়। কাটা GND-তে ফিডারের নীচে একটি কেন্দ্রীয় স্টাব থাকে এবং এর চারপাশে চারটি খোলা অনুরণন রিং বিতরণ করা হয়, যা অ্যান্টেনার ব্যান্ডউইথকে প্রশস্ত করে। অ্যান্টেনা প্রায় সর্বমুখীভাবে বিকিরণ করে, বেশিরভাগ VHF এবং S ব্যান্ড এবং সমস্ত UHF এবং L ব্যান্ডকে আচ্ছাদন করে। অ্যান্টেনার ভৌত আকার 48.32×43.72×0.8 mm3, এবং বৈদ্যুতিক আকার 0.235λ0×0.211λ0×0.003λ0। এর ছোট আকার এবং কম খরচের সুবিধা রয়েছে এবং ব্রডব্যান্ড ওয়্যারলেস যোগাযোগ ব্যবস্থায় এর সম্ভাব্য প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
চিত্র ৮: স্প্লিট রিং রেজোনেটর দিয়ে লোড করা মনোপোল অ্যান্টেনা।
চিত্র ৯-এ একটি সমতল অ্যান্টেনার কাঠামো দেখানো হয়েছে যা দুটি জোড়া আন্তঃসংযুক্ত বাঁকানো তারের লুপ দিয়ে গঠিত যা দুটি ভায়ার মধ্য দিয়ে একটি কাটা T-আকৃতির স্থল সমতলে গ্রাউন্ডেড। অ্যান্টেনার আকার 38.5×36.6 mm2 (0.070λ0×0.067λ0), যেখানে λ0 হল 0.55 GHz এর মুক্ত স্থান তরঙ্গদৈর্ঘ্য। অ্যান্টেনাটি 0.55 ~ 3.85 GHz এর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে E-প্লেনে সর্বমুখীভাবে বিকিরণ করে, 2.35GHz এ সর্বোচ্চ 5.5dBi লাভ এবং 90.1% দক্ষতা সহ। এই বৈশিষ্ট্যগুলি প্রস্তাবিত অ্যান্টেনাকে UHF RFID, GSM 900, GPS, KPCS, DCS, IMT-2000, WiMAX, WiFi এবং Bluetooth সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
চিত্র ৯ প্রস্তাবিত প্ল্যানার অ্যান্টেনার কাঠামো।
2. লিকি ওয়েভ অ্যান্টেনা (LWA)
নতুন লিকি ওয়েভ অ্যান্টেনা কৃত্রিম মেটামেটেরিয়াল TL বাস্তবায়নের জন্য অন্যতম প্রধান অ্যাপ্লিকেশন। লিকি ওয়েভ অ্যান্টেনার ক্ষেত্রে, ফেজ ধ্রুবক β এর বিকিরণ কোণ (θm) এবং সর্বাধিক বিম প্রস্থ (Δθ) এর উপর প্রভাব নিম্নরূপ:
L হলো অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্য, k0 হলো মুক্ত স্থানে তরঙ্গ সংখ্যা এবং λ0 হলো মুক্ত স্থানে তরঙ্গদৈর্ঘ্য। মনে রাখবেন, বিকিরণ কেবল তখনই ঘটে যখন |β|
৩. জিরো-অর্ডার রেজোনেটর অ্যান্টেনা
CRLH মেটামেটেরিয়ালের একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য হল যে যখন ফ্রিকোয়েন্সি শূন্যের সমান না হয় তখন β 0 হতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, একটি নতুন শূন্য-ক্রম অনুরণনকারী (ZOR) তৈরি করা যেতে পারে। যখন β শূন্য হয়, তখন পুরো অনুরণনে কোনও ফেজ শিফট ঘটে না। এর কারণ হল ফেজ শিফট ধ্রুবক φ = - βd = 0। উপরন্তু, অনুরণন শুধুমাত্র প্রতিক্রিয়াশীল লোডের উপর নির্ভর করে এবং কাঠামোর দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে না। চিত্র 10 দেখায় যে প্রস্তাবিত অ্যান্টেনাটি E-আকৃতির সাথে দুটি এবং তিনটি ইউনিট প্রয়োগ করে তৈরি করা হয়েছে এবং মোট আকার যথাক্রমে 0.017λ0 × 0.006λ0 × 0.001λ0 এবং 0.028λ0 × 0.008λ0 × 0.001λ0, যেখানে λ0 যথাক্রমে 500 MHz এবং 650 MHz অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে মুক্ত স্থানের তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে প্রতিনিধিত্ব করে। অ্যান্টেনাটি 0.5-1.35 GHz (0.85 GHz) এবং 0.65-1.85 GHz (1.2 GHz) ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, যার আপেক্ষিক ব্যান্ডউইথ 91.9% এবং 96.0%। ছোট আকার এবং প্রশস্ত ব্যান্ডউইথের বৈশিষ্ট্য ছাড়াও, প্রথম এবং দ্বিতীয় অ্যান্টেনার লাভ এবং দক্ষতা যথাক্রমে 5.3dBi এবং 85% (1GHz) এবং 5.7dBi এবং 90% (1.4GHz)।
চিত্র ১০ প্রস্তাবিত ডাবল-ই এবং ট্রিপল-ই অ্যান্টেনার কাঠামো।
৪. স্লট অ্যান্টেনা
CRLH-MTM অ্যান্টেনার অ্যাপারচার বড় করার জন্য একটি সহজ পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে, তবে এর অ্যান্টেনার আকার প্রায় অপরিবর্তিত। চিত্র ১১-এ দেখানো হয়েছে, অ্যান্টেনায় একে অপরের উপর উল্লম্বভাবে স্তূপীকৃত CRLH ইউনিট রয়েছে, যার মধ্যে প্যাচ এবং বাঁকানো রেখা রয়েছে এবং প্যাচের উপর একটি S-আকৃতির স্লট রয়েছে। অ্যান্টেনাটি একটি CPW ম্যাচিং স্টাব দ্বারা সরবরাহ করা হয় এবং এর আকার 17.5 মিমি × 32.15 মিমি × 1.6 মিমি, যা 0.204λ0×0.375λ0×0.018λ0 এর সাথে সম্পর্কিত, যেখানে λ0 (3.5GHz) মুক্ত স্থানের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রতিনিধিত্ব করে। ফলাফলগুলি দেখায় যে অ্যান্টেনা 0.85-7.90GHz এর ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে কাজ করে এবং এর অপারেটিং ব্যান্ডউইথ 161.14%। অ্যান্টেনার সর্বোচ্চ বিকিরণ লাভ এবং দক্ষতা 3.5GHz এ দেখা যায়, যা যথাক্রমে 5.12dBi এবং ~80%।
চিত্র ১১ প্রস্তাবিত CRLH MTM স্লট অ্যান্টেনা।
অ্যান্টেনা সম্পর্কে আরও জানতে, অনুগ্রহ করে এখানে যান:
পোস্টের সময়: আগস্ট-৩০-২০২৪
