Metamaterial-aktivert Antenner bidra til å forbedre Satellite Communications Systems

Mindre, lettere vekt, bedre resultater og flere multifunksjonelle miniatyr antenner med økt ytelse kan være mulig ved hjelp av smarte materialer, i henhold til Penn State ingeniører. En spesielt lovende anvendelse av denne teknologien er for satellitt-kommunikasjonssystemer. 

Disse antennene laget av metamaterials-produserte materialer som besitter eksotiske egenskaper du vanligvis ikke finner i naturen-kan integreres med moderne digitale elektroniske radioer som er programvare kontrollert, tilrettelegge et transformative kommunikasjonssystem med bemerkelsesverdig frekvens og polarisering agility.

Ingeniørene, som rapporterte sin forskning i en fersk utgave av Advanced Electronic Materials, utviklet en liten, funksjon, metamaterial antenne drives av samtidig tuning komponenter av metamaterial og antennen sammen som et system, sa Clinton Scarborough, som jobbet på denne forskningen for sin avhandling.

Metamaterials henter sin uvanlige egenskaper fra produsert strukturer heller enn atom eller molekylære interaksjoner alene.

"Metamaterial-baserte antenner lider ofte en stigmatisering av uhensiktsmessig trange driftsbåndbredder, akkurat som små antenner," sier Scarborough. "Radioer må være i stand til å operere over et betydelig båndbredde, men vanligvis bare på én kanal om gangen. Fysikkens lover tilsier at en liten metamaterial antenne vil ha en liten båndbredde, men moderne radioer kan fritt justere antennen slik at den opererer på hva kanalen radioen er for øyeblikket, noe som gir sammenlignbar ytelse til en stor bredbåndsantenne mens du tar opp mindre plass og selv gi nye muligheter. "

Ingeniørene utviklet en fleksibel metamaterial som tillater dem å tune en miniatyrisert antenne med smale momentant båndbredder over en hel kommunikasjon bandet avhengig av kanalen i bruk, sa Douglas H. Werner, John L. og Genevieve H. McCain Chair Professor of Electrical Engineering.

"Tuning metamaterial og antenne i tandem gir en dynamisk driftskanalen, med en fleksibel, nesten-vilkårlig polarisasjonsrespons som en ekstra fordel," sier Werner. "Ved anvendelse av våre funksjonmetamaterial begreper, har vi vært i stand til å utvikle en måte for dynamisk å justere frekvensrespons og polarisering for antennen, mens, på samme tid, noe som gir en vei for å skalere de design til lave frekvenser."

Mange forskningsmiljøer jobber med ulike typer metamaterial-aktivert antenner, men ett område som har vært ganske utfordrende er å finne ut en måte å skalere disse metamaterial og tilhørende antennestrukturer ned for å operere ved lavere frekvenser samtidig opprettholde en praktisk fysisk størrelse og vekt for det resulterende integrerte enhet Generelt, jo lavere frekvensen er, desto større blir antennen, sa Werner.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste