Nrog rau qhov nrov ntawm cov khoom siv wireless, cov kev pabcuam ntaub ntawv tau nkag mus rau lub sijhawm tshiab ntawm kev loj hlob sai, tseem hu ua kev loj hlob sai ntawm cov kev pabcuam ntaub ntawv. Tam sim no, ntau daim ntawv thov maj mam tsiv los ntawm cov khoos phis tawj mus rau cov khoom siv wireless xws li xov tooj ntawm tes uas yooj yim nqa thiab ua haujlwm hauv lub sijhawm tiag tiag, tab sis qhov xwm txheej no kuj tau ua rau muaj kev nce ntxiv sai ntawm cov ntaub ntawv thiab tsis txaus cov peev txheej bandwidth. Raws li cov ntaub ntawv suav, tus nqi ntaub ntawv hauv kev ua lag luam yuav ncav cuag Gbps lossis txawm tias Tbps hauv 10 txog 15 xyoo tom ntej. Tam sim no, kev sib txuas lus THz tau mus txog tus nqi ntaub ntawv Gbps, thaum tus nqi ntaub ntawv Tbps tseem nyob rau theem pib ntawm kev txhim kho. Ib daim ntawv cuam tshuam teev cov kev nce qib tshiab hauv Gbps cov nqi ntaub ntawv raws li THz band thiab kwv yees tias Tbps tuaj yeem tau txais los ntawm polarization multiplexing. Yog li ntawd, txhawm rau nce tus nqi xa cov ntaub ntawv, ib qho kev daws teeb meem ua tau yog tsim ib qho zaus band tshiab, uas yog terahertz band, uas nyob hauv "cheeb tsam dawb paug" ntawm microwaves thiab lub teeb infrared. Xyoo 2019, ntawm ITU World Radiocommunication Conference (WRC-19), qhov zaus ntawm 275-450GHz tau siv rau cov kev pabcuam mobile thiab mobile hauv av. Nws tuaj yeem pom tias terahertz wireless kev sib txuas lus tau nyiam cov neeg tshawb nrhiav ntau.
Cov nthwv dej hluav taws xob Terahertz feem ntau yog txhais tias yog qhov zaus ntawm 0.1-10THz (1THz = 1012Hz) nrog qhov ntev ntawm 0.03-3 hli. Raws li tus qauv IEEE, cov nthwv dej terahertz yog txhais tias yog 0.3-10THz. Daim duab 1 qhia tau hais tias qhov zaus ntawm terahertz yog nyob nruab nrab ntawm microwaves thiab lub teeb infrared.
Daim Duab 1 Daim duab qhia txog THz zaus band.
Kev Txhim Kho ntawm Terahertz Antennas
Txawm hais tias kev tshawb fawb txog terahertz tau pib hauv xyoo pua 19th, nws tsis tau raug kawm ua ib qho chaw ywj pheej thaum lub sijhawm ntawd. Kev tshawb fawb txog hluav taws xob terahertz feem ntau yog tsom mus rau qhov band infrared deb. Nws tsis yog txog thaum nruab nrab mus rau lig xyoo pua 20th uas cov kws tshawb fawb tau pib txhim kho kev tshawb fawb txog millimeter nthwv dej mus rau terahertz band thiab ua kev tshawb fawb tshwj xeeb txog terahertz technology.
Xyoo 1980, qhov tshwm sim ntawm cov hluav taws xob terahertz ua rau kev siv cov nthwv dej terahertz hauv cov txheej txheem ua tau. Txij li thaum xyoo pua 21st, kev sib txuas lus wireless tau tsim kho sai, thiab tib neeg xav tau cov ntaub ntawv thiab kev nce ntxiv ntawm cov khoom siv sib txuas lus tau muab cov kev cai nruj dua ntawm kev xa cov ntaub ntawv sib txuas lus. Yog li ntawd, ib qho ntawm cov teeb meem ntawm kev sib txuas lus yav tom ntej yog ua haujlwm ntawm cov ntaub ntawv siab ntawm gigabits ib ob hauv ib qho chaw. Raws li kev txhim kho kev lag luam tam sim no, cov peev txheej spectrum tau dhau los ua tsawg dua. Txawm li cas los xij, tib neeg xav tau kev sib txuas lus thiab kev ceev yog qhov tsis kawg. Rau qhov teeb meem ntawm kev sib tsoo spectrum, ntau lub tuam txhab siv ntau-input ntau-output (MIMO) thev naus laus zis los txhim kho kev ua haujlwm spectrum thiab lub peev xwm ntawm lub cev los ntawm kev sib koom ua ke. Nrog rau kev nce qib ntawm 5G networks, qhov ceev ntawm kev sib txuas lus ntawm txhua tus neeg siv yuav tshaj Gbps, thiab cov ntaub ntawv ntawm cov chaw nres tsheb kuj tseem yuav nce ntxiv. Rau cov txheej txheem sib txuas lus millimeter wave ib txwm muaj, cov txuas microwave yuav tsis tuaj yeem tswj cov ntaub ntawv loj no. Ntxiv mus, vim yog qhov cuam tshuam ntawm txoj kab pom, qhov kev sib kis ntawm kev sib txuas lus infrared luv luv thiab qhov chaw ntawm nws cov khoom siv sib txuas lus yog kho. Yog li ntawd, THz nthwv dej, uas nyob nruab nrab ntawm microwaves thiab infrared, tuaj yeem siv los tsim cov kab ke sib txuas lus ceev ceev thiab nce cov nqi xa cov ntaub ntawv los ntawm kev siv THz txuas.
Cov nthwv dej Terahertz tuaj yeem muab cov bandwidth sib txuas lus dav dua, thiab nws qhov zaus yog li 1000 npaug ntawm kev sib txuas lus ntawm tes. Yog li ntawd, kev siv THz los tsim cov kab ke sib txuas lus wireless ceev heev yog qhov kev daws teeb meem zoo rau qhov kev sib tw ntawm cov ntaub ntawv siab, uas tau nyiam cov neeg tshawb fawb thiab kev lag luam. Thaum lub Cuaj Hlis 2017, thawj THz wireless sib txuas lus tus qauv IEEE 802.15.3d-2017 tau tso tawm, uas txhais cov ntaub ntawv sib pauv hauv qhov qis dua THz zaus ntawm 252-325 GHz. Lwm txheej txheej lub cev (PHY) ntawm qhov txuas tuaj yeem ua tiav cov ntaub ntawv txog li 100 Gbps ntawm cov bandwidths sib txawv.
Lub tshuab sib txuas lus THz thawj zaug uas ua tiav ntawm 0.12 THz tau tsim muaj nyob rau xyoo 2004, thiab lub tshuab sib txuas lus THz ntawm 0.3 THz tau ua tiav nyob rau xyoo 2013. Daim Ntawv Teev 1 teev cov kev nce qib ntawm kev tshawb fawb ntawm cov tshuab sib txuas lus terahertz hauv Nyiv Pooj txij xyoo 2004 txog 2013.
Rooj 1 Kev tshawb fawb txog kev nce qib ntawm cov kab ke sib txuas lus terahertz hauv Nyiv Pooj txij xyoo 2004 txog 2013
Lub qauv ntawm lub kav hlau txais xov uas tau tsim nyob rau xyoo 2004 tau piav qhia meej los ntawm Nippon Telegraph thiab Telephone Corporation (NTT) hauv xyoo 2005. Lub qauv ntawm lub kav hlau txais xov tau qhia ua ob qho xwm txheej, raws li tau pom hauv Daim Duab 2.
Daim Duab 2 Daim duab qhia txog Nyiv lub NTT 120 GHz wireless communication system
Lub kaw lus sib txuas ua ke photoelectric conversion thiab antenna thiab txais yuav ob hom kev ua haujlwm:
1. Hauv ib puag ncig sab hauv tsev uas nyob ze, lub planar antenna transmitter siv sab hauv tsev muaj ib lub single-line carrier photodiode (UTC-PD) chip, ib lub planar slot antenna thiab ib lub silicon lens, raws li pom hauv Daim Duab 2(a).
2. Hauv ib puag ncig sab nraum zoov ntev, txhawm rau txhim kho qhov cuam tshuam ntawm kev poob loj thiab qhov tsis tshua muaj kev cuam tshuam ntawm lub tshuab ntes, lub kav hlau txais xov transmitter yuav tsum muaj qhov nce siab. Lub kav hlau txais xov terahertz uas twb muaj lawm siv lub lens kho qhov muag Gaussian nrog qhov nce ntau dua 50 dBi. Lub tshuab raj pub thiab lub lens dielectric ua ke tau pom hauv Daim Duab 2 (b).
Ntxiv rau kev tsim lub kaw lus sib txuas lus 0.12 THz, NTT kuj tau tsim lub kaw lus sib txuas lus 0.3THz hauv xyoo 2012. Los ntawm kev ua kom zoo tas mus li, tus nqi xa tuaj yeem siab txog 100Gbps. Raws li tuaj yeem pom los ntawm Rooj 1, nws tau ua rau muaj kev pab loj rau kev txhim kho kev sib txuas lus terahertz. Txawm li cas los xij, cov haujlwm tshawb fawb tam sim no muaj qhov tsis zoo ntawm qhov zaus ua haujlwm tsawg, qhov loj me thiab tus nqi siab.
Feem ntau ntawm cov kav hlau txais xov terahertz uas siv tam sim no yog hloov kho los ntawm cov kav hlau txais xov millimeter wave, thiab muaj me ntsis kev tsim kho tshiab hauv cov kav hlau txais xov terahertz. Yog li ntawd, txhawm rau txhim kho kev ua haujlwm ntawm cov kab ke sib txuas lus terahertz, ib txoj haujlwm tseem ceeb yog los ua kom zoo dua cov kav hlau txais xov terahertz. Rooj 2 teev cov kev nce qib ntawm kev tshawb fawb ntawm kev sib txuas lus German THz. Daim duab 3 (a) qhia txog tus sawv cev ntawm THz wireless sib txuas lus sib txuas ua ke photonics thiab electronics. Daim duab 3 (b) qhia txog qhov chaw sim cua tunnel. Kev txiav txim los ntawm qhov xwm txheej tshawb fawb tam sim no hauv lub teb chaws Yelemees, nws txoj kev tshawb fawb thiab kev txhim kho kuj muaj qhov tsis zoo xws li zaus ua haujlwm tsawg, tus nqi siab thiab kev ua haujlwm tsawg.
Rooj 2 Kev tshawb fawb txog kev nce qib ntawm kev sib txuas lus THz hauv lub teb chaws Yelemees
Daim Duab 3 Qhov chaw sim qhov cua
Lub Chaw CSIRO ICT kuj tau pib tshawb nrhiav txog THz sab hauv tsev wireless sib txuas lus. Lub chaw kawm txog kev sib raug zoo ntawm lub xyoo thiab zaus sib txuas lus, raws li pom hauv Daim Duab 4. Raws li pom los ntawm Daim Duab 4, los ntawm xyoo 2020, kev tshawb fawb txog kev sib txuas lus wireless feem ntau mus rau THz band. Qhov siab tshaj plaws ntawm kev sib txuas lus siv lub xov tooj cua spectrum nce txog kaum npaug txhua nees nkaum xyoo. Lub chaw tau muab cov lus qhia txog qhov yuav tsum tau ua rau THz antennas thiab cov antennas ib txwm muaj xws li horns thiab lenses rau THz kev sib txuas lus. Raws li pom hauv Daim Duab 5, ob lub horn antennas ua haujlwm ntawm 0.84THz thiab 1.7THz feem, nrog rau cov qauv yooj yim thiab kev ua haujlwm zoo Gaussian beam.
Daim Duab 4 Kev sib raug zoo ntawm xyoo thiab zaus
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
Daim Duab 5 Ob hom horn antennas
Tebchaws Meskas tau ua kev tshawb fawb ntau yam txog kev tso tawm thiab kev nrhiav pom cov nthwv dej terahertz. Cov chaw tshawb fawb terahertz nto moo suav nrog Jet Propulsion Laboratory (JPL), Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), US National Laboratory (LLNL), National Aeronautics and Space Administration (NASA), National Science Foundation (NSF), thiab lwm yam. Cov kav hlau txais xov terahertz tshiab rau kev siv terahertz tau tsim, xws li cov kav hlau txais xov bowtie thiab cov kav hlau txais xov frequency beam steering. Raws li kev txhim kho ntawm cov kav hlau txais xov terahertz, peb tuaj yeem tau txais peb lub tswv yim tsim qauv yooj yim rau cov kav hlau txais xov terahertz tam sim no, raws li pom hauv Daim Duab 6.
Daim Duab 6 Peb lub tswv yim tsim qauv yooj yim rau terahertz antennas
Qhov kev tshuaj xyuas saum toj no qhia tau hais tias txawm hais tias ntau lub tebchaws tau them sai sai rau terahertz antennas, nws tseem nyob rau theem pib tshawb nrhiav thiab txhim kho. Vim muaj kev poob ntau thiab kev nqus molecular, THz antennas feem ntau raug txwv los ntawm qhov deb kis thiab kev pab them nqi. Qee qhov kev tshawb fawb tsom mus rau qhov zaus ua haujlwm qis dua hauv THz band. Kev tshawb fawb terahertz antenna uas twb muaj lawm feem ntau tsom mus rau kev txhim kho qhov nce los ntawm kev siv dielectric lens antennas, thiab lwm yam, thiab txhim kho kev sib txuas lus zoo los ntawm kev siv cov algorithms tsim nyog. Tsis tas li ntawd, yuav ua li cas txhim kho qhov ua tau zoo ntawm terahertz antenna ntim kuj yog qhov teeb meem ceev heev.
Cov kav hlau txais xov THz dav dav
Muaj ntau hom THz antennas muaj: dipole antennas nrog conical cavities, corner reflector arrays, bowtie dipoles, dielectric lens planar antennas, photoconductive antennas rau generating THz source radiation sources, horn antennas, THz antennas raws li cov ntaub ntawv graphene, thiab lwm yam. Raws li cov ntaub ntawv siv los ua THz antennas, lawv tuaj yeem faib ua hlau antennas (feem ntau horn antennas), dielectric antennas (lens antennas), thiab cov khoom siv tshiab antennas. Tshooj no ua ntej muab kev tshuaj xyuas ua ntej ntawm cov antennas no, thiab tom qab ntawd hauv ntu tom ntej, tsib THz antennas ib txwm muaj tau qhia meej thiab tshuaj xyuas tob.
1. Cov kav hlau txais xov hlau
Lub kav hlau txais xov tooj cua yog lub kav hlau txais xov hlau ib txwm muaj uas tsim los ua haujlwm hauv THz band. Lub kav hlau txais xov tooj cua ntawm lub tshuab txais xov tooj cua millimeter yog lub raj conical. Cov kav hlau txais xov corrugated thiab dual-mode muaj ntau yam zoo, suav nrog cov qauv hluav taws xob sib hloov, qhov nce siab ntawm 20 txog 30 dBi thiab qib qis hla-polarization ntawm -30 dB, thiab kev sib txuas ua haujlwm ntawm 97% txog 98%. Cov bandwidth muaj ntawm ob lub kav hlau txais xov tooj cua yog 30% -40% thiab 6% -8%, feem.
Vim tias qhov zaus ntawm terahertz nthwv dej siab heev, qhov loj ntawm lub horn antenna me heev, uas ua rau kev ua cov horn nyuaj heev, tshwj xeeb tshaj yog hauv kev tsim cov antenna arrays, thiab qhov nyuaj ntawm cov txheej txheem ua rau muaj nqi ntau dhau thiab kev tsim khoom tsawg. Vim yog qhov nyuaj hauv kev tsim cov hauv qab ntawm cov qauv horn nyuaj, lub horn antenna yooj yim hauv daim ntawv ntawm lub conical lossis conical horn feem ntau yog siv, uas tuaj yeem txo qhov nqi thiab cov txheej txheem nyuaj, thiab kev ua haujlwm hluav taws xob ntawm lub antenna tuaj yeem tswj tau zoo.
Lwm lub kav hlau txais xov hlau yog lub kav hlau txais xov uas muaj lub kav hlau txais xov uas muaj lub kav hlau txais xov uas sib xyaw ua ke rau ntawm daim zaj duab xis dielectric 1.2 micron thiab dai rau hauv lub qhov ntev uas tau kos rau ntawm lub silicon wafer, raws li pom hauv Daim Duab 7. Lub kav hlau txais xov no yog ib qho qauv qhib uas sib xws nrog Schottky diodes. Vim nws cov qauv yooj yim thiab cov kev xav tau tsim khoom tsawg, nws feem ntau siv tau rau hauv cov zaus ntau dua 0.6 THz. Txawm li cas los xij, qib sidelobe thiab qib cross-polarization ntawm lub kav hlau txais xov siab, tej zaum vim nws cov qauv qhib. Yog li ntawd, nws qhov kev ua haujlwm sib txuas qis heev (kwv yees li 50%).
Daim Duab 7 Lub kav hlau txais xov pyramidal nthwv dej mus ncig
2. Lub kav hlau txais xov dielectric
Lub kav hlau txais xov dielectric yog kev sib xyaw ua ke ntawm cov khoom siv dielectric thiab lub kav hlau txais xov radiator. Los ntawm kev tsim qauv zoo, lub kav hlau txais xov dielectric tuaj yeem ua tiav qhov sib phim impedance nrog lub tshuab ntes, thiab muaj qhov zoo ntawm cov txheej txheem yooj yim, kev sib koom ua ke yooj yim, thiab tus nqi qis. Nyob rau hauv xyoo tas los no, cov kws tshawb fawb tau tsim ntau lub kav hlau txais xov narrowband thiab broadband side-fire uas tuaj yeem phim cov khoom siv qis-impedance detectors ntawm terahertz dielectric antennas: kav hlau txais xov npauj npaim, ob lub kav hlau txais xov U-puab, kav hlau txais xov log-periodic, thiab kav hlau txais xov log-periodic sinusoidal, raws li pom hauv Daim Duab 8. Tsis tas li ntawd, cov qauv kav hlau txais xov nyuaj dua tuaj yeem tsim los ntawm cov txheej txheem genetic.
Daim Duab 8 Plaub hom planar antennas
Txawm li cas los xij, vim tias lub dielectric antenna tau ua ke nrog lub dielectric substrate, qhov cuam tshuam ntawm nthwv dej yuav tshwm sim thaum lub zaus mus rau THz band. Qhov tsis zoo no yuav ua rau lub antenna poob ntau lub zog thaum lub sijhawm ua haujlwm thiab ua rau muaj kev txo qis ntawm kev ua haujlwm ntawm lub antenna. Raws li pom hauv Daim Duab 9, thaum lub kaum sab xis ntawm lub antenna loj dua lub kaum sab xis txiav, nws lub zog raug txwv hauv lub dielectric substrate thiab txuas nrog hom substrate.
Daim Duab 9 Cov nyhuv nthwv dej ntawm lub Antenna
Raws li qhov tuab ntawm lub substrate nce ntxiv, tus naj npawb ntawm cov hom kev txiav txim siab nce ntxiv, thiab kev sib txuas ntawm lub antenna thiab lub substrate nce ntxiv, ua rau lub zog poob. Yuav kom tsis muaj zog rau qhov cuam tshuam ntawm nthwv dej saum npoo av, muaj peb txoj kev ua kom zoo dua qub:
1) Muab lub lens tso rau ntawm lub antenna kom nce qhov nce ntxiv los ntawm kev siv cov yam ntxwv ntawm beamforming ntawm electromagnetic waves.
2) Txo qhov tuab ntawm lub substrate kom tiv thaiv kev tsim cov hom kev txiav txim siab ntawm cov nthwv dej electromagnetic.
3) Hloov cov khoom siv dielectric substrate nrog qhov sib txawv ntawm electromagnetic band (EBG). Cov yam ntxwv ntawm kev lim dej ntawm EBG tuaj yeem tiv thaiv cov hom kev txiav txim siab siab.
3. Cov khoom siv tshiab antennas
Ntxiv rau ob lub antennas saum toj no, kuj tseem muaj lub antenna terahertz ua los ntawm cov khoom siv tshiab. Piv txwv li, xyoo 2006, Jin Hao et al. tau tawm tswv yim rau lub antenna carbon nanotube dipole. Raws li pom hauv Daim Duab 10 (a), lub dipole yog ua los ntawm cov nanotubes carbon es tsis yog cov khoom siv hlau. Nws ua tib zoo kawm txog cov khoom infrared thiab optical ntawm lub antenna carbon nanotube dipole thiab tham txog cov yam ntxwv dav dav ntawm lub antenna carbon nanotube dipole finite-length, xws li input impedance, tam sim no faib, nce, efficiency thiab radiation pattern. Daim Duab 10 (b) qhia txog kev sib raug zoo ntawm input impedance thiab zaus ntawm lub antenna carbon nanotube dipole. Raws li pom hauv Daim Duab 10 (b), qhov xav txog ntawm lub input impedance muaj ntau lub xoom ntawm cov zaus siab dua. Qhov no qhia tau hais tias lub antenna tuaj yeem ua tiav ntau lub resonances ntawm ntau zaus sib txawv. Nws pom tseeb tias lub antenna carbon nanotube qhia txog resonance hauv qee qhov zaus (qis dua THz frequencies), tab sis tsis tuaj yeem resonate sab nraum qhov ntau no.
Daim Duab 10 (a) Lub kav hlau txais xov carbon nanotube dipole. (b) Cov kab nkhaus ntawm qhov nkag impedance-zaus
Xyoo 2012, Samir F. Mahmoud thiab Ayed R. AlAjmi tau tawm tswv yim txog cov qauv tshiab ntawm lub kav hlau txais xov terahertz raws li cov pa roj carbon nanotubes, uas muaj cov pa roj carbon nanotubes qhwv rau hauv ob txheej dielectric. Cov txheej dielectric sab hauv yog cov txheej ua npuas dielectric, thiab cov txheej dielectric sab nraud yog cov txheej metamaterial. Cov qauv tshwj xeeb tau pom hauv Daim Duab 11. Los ntawm kev sim, kev ua haujlwm ntawm lub kav hlau txais xov tau zoo dua piv rau cov pa roj carbon nanotubes ib phab ntsa.
Daim Duab 11 Lub kav hlau txais xov terahertz tshiab raws li cov pa roj carbon nanotubes
Cov khoom siv tshiab terahertz antennas uas tau hais los saum toj no feem ntau yog peb-seem. Txhawm rau txhim kho qhov bandwidth ntawm lub antenna thiab ua cov antennas conformal, planar graphene antennas tau txais kev saib xyuas dav dav. Graphene muaj cov yam ntxwv zoo heev dynamic continuous tswj thiab tuaj yeem tsim cov plasma nto los ntawm kev kho qhov voltage bias. Cov plasma nto muaj nyob rau ntawm qhov sib txuas ntawm cov khoom siv dielectric zoo (xws li Si, SiO2, thiab lwm yam) thiab cov khoom siv dielectric tsis zoo (xws li cov hlau muaj nqis, graphene, thiab lwm yam). Muaj ntau tus "free electrons" hauv cov conductors xws li cov hlau muaj nqis thiab graphene. Cov electrons dawb no kuj hu ua plasmas. Vim yog lub zog muaj peev xwm hauv cov conductor, cov plasmas no nyob rau hauv lub xeev ruaj khov thiab tsis raug cuam tshuam los ntawm lub ntiaj teb sab nraud. Thaum lub zog electromagnetic nthwv dej tshwm sim txuas nrog cov plasmas no, cov plasmas yuav tawm ntawm lub xeev ruaj khov thiab co. Tom qab kev hloov pauv, hom electromagnetic tsim cov nthwv dej sib nqus transverse ntawm qhov sib txuas. Raws li kev piav qhia ntawm kev sib raug zoo ntawm cov hlau nto plasma los ntawm Drude qauv, cov hlau tsis tuaj yeem sib txuas nrog cov nthwv dej electromagnetic hauv qhov chaw dawb thiab hloov pauv lub zog. Yuav tsum siv lwm yam khoom siv los ua kom cov nthwv dej plasma nto zoo siab. Cov nthwv dej plasma nto lwj sai sai hauv qhov sib luag ntawm cov hlau-substrate interface. Thaum tus hlau conductor ua rau hauv qhov kev taw qhia perpendicular rau qhov chaw, qhov cuam tshuam ntawm daim tawv nqaij tshwm sim. Nws yog qhov tseeb, vim yog qhov me me ntawm lub antenna, muaj qhov cuam tshuam ntawm daim tawv nqaij hauv qhov zaus siab, uas ua rau lub antenna ua haujlwm poob qis thiab tsis tuaj yeem ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua ntawm terahertz antennas. Lub plasmon nto ntawm graphene tsis yog tsuas yog muaj lub zog khi siab dua thiab qis dua, tab sis kuj txhawb nqa kev kho hluav taws xob tas mus li. Tsis tas li ntawd, graphene muaj kev coj ua nyuaj hauv terahertz band. Yog li ntawd, kev nthuav dav nthwv dej qeeb qeeb yog cuam tshuam nrog hom plasma ntawm terahertz zaus. Cov yam ntxwv no qhia tag nrho qhov ua tau ntawm graphene los hloov cov khoom siv hlau hauv terahertz band.
Raws li tus cwj pwm polarization ntawm graphene surface plasmons, Daim Duab 12 qhia txog ib hom tshiab ntawm strip antenna, thiab tawm tswv yim cov duab ntawm cov yam ntxwv ntawm kev nthuav dav ntawm cov plasma waves hauv graphene. Kev tsim cov tunable antenna band muab ib txoj hauv kev tshiab los kawm txog cov yam ntxwv ntawm kev nthuav dav ntawm cov khoom siv tshiab terahertz antennas.
Daim Duab 12 Lub kav hlau txais xov tshiab
Ntxiv rau kev tshawb nrhiav cov khoom siv tshiab ntawm terahertz antenna, graphene nanopatch terahertz antennas kuj tseem tuaj yeem tsim ua arrays los tsim cov kab ke sib txuas lus terahertz multi-input multi-output antenna. Cov qauv antenna tau pom hauv Daim Duab 13. Raws li cov khoom tshwj xeeb ntawm graphene nanopatch antennas, cov ntsiab lus antenna muaj qhov ntev micron. Cov pa tshuaj lom neeg ncaj qha synthesizes sib txawv graphene duab ntawm ib txheej nickel nyias thiab hloov lawv mus rau txhua lub substrate. Los ntawm kev xaiv tus lej ntawm cov khoom tsim nyog thiab hloov pauv electrostatic bias voltage, qhov kev taw qhia ntawm hluav taws xob tuaj yeem hloov pauv tau zoo, ua rau lub kaw lus rov teeb tsa dua.
Daim Duab 13 Graphene nanopatch terahertz antenna array
Kev tshawb nrhiav cov ntaub ntawv tshiab yog ib qho kev coj ua tshiab. Kev tsim kho tshiab ntawm cov ntaub ntawv xav tias yuav tawg los ntawm cov kev txwv ntawm cov kav hlau txais xov ib txwm muaj thiab tsim ntau yam kav hlau txais xov tshiab, xws li cov khoom siv metamaterials uas hloov kho tau, cov ntaub ntawv ob-seem (2D), thiab lwm yam. Txawm li cas los xij, hom kav hlau txais xov no feem ntau nyob ntawm kev tsim kho tshiab ntawm cov ntaub ntawv tshiab thiab kev nce qib ntawm cov txheej txheem thev naus laus zis. Txawm li cas los xij, kev tsim kho ntawm cov kav hlau txais xov terahertz xav tau cov ntaub ntawv tshiab, cov txheej txheem ua tiav thiab cov qauv tsim tshiab kom tau raws li qhov nce siab, tus nqi qis thiab cov kev xav tau bandwidth dav ntawm cov kav hlau txais xov terahertz.
Cov hauv qab no qhia txog cov ntsiab cai tseem ceeb ntawm peb hom terahertz antennas: hlau antennas, dielectric antennas thiab cov khoom siv tshiab antennas, thiab tshuaj xyuas lawv qhov sib txawv thiab qhov zoo thiab qhov tsis zoo.
1. Lub kav hlau txais xov hlau: Cov qauv yooj yim, yooj yim rau kev ua tiav, tus nqi qis, thiab cov kev xav tau qis rau cov ntaub ntawv substrate. Txawm li cas los xij, cov kav hlau txais xov hlau siv txoj kev kho tshuab los kho qhov chaw ntawm lub kav hlau txais xov, uas yooj yim ua yuam kev. Yog tias qhov kev hloov kho tsis raug, qhov kev ua tau zoo ntawm lub kav hlau txais xov yuav raug txo qis heev. Txawm hais tias lub kav hlau txais xov hlau me me, nws nyuaj rau sib sau ua ke nrog lub voj voog planar.
2. Dielectric antenna: Lub dielectric antenna muaj qhov input impedance qis, yooj yim phim nrog lub impedance detector qis, thiab yooj yim txuas nrog lub planar circuit. Cov duab geometric ntawm dielectric antennas suav nrog npauj npaim zoo li cas, ob chav U zoo li cas, cov duab logarithmic ib txwm muaj thiab logarithmic periodic sine zoo li cas. Txawm li cas los xij, dielectric antennas kuj muaj qhov tsis zoo, uas yog qhov cuam tshuam nthwv dej los ntawm cov substrate tuab. Qhov kev daws teeb meem yog los thauj lub lens thiab hloov lub dielectric substrate nrog EBG qauv. Ob qho kev daws teeb meem xav tau kev tsim kho tshiab thiab kev txhim kho tas mus li ntawm cov txheej txheem thev naus laus zis thiab cov ntaub ntawv, tab sis lawv cov kev ua tau zoo heev (xws li omnidirectionality thiab kev tiv thaiv nthwv dej saum npoo av) tuaj yeem muab cov tswv yim tshiab rau kev tshawb fawb ntawm terahertz antennas.
3. Cov kav hlau txais xov tshiab: Tam sim no, cov kav hlau txais xov dipole tshiab ua los ntawm cov pa roj carbon nanotubes thiab cov qauv kav hlau txais xov tshiab ua los ntawm cov khoom siv metamaterials tau tshwm sim. Cov ntaub ntawv tshiab tuaj yeem coj cov kev ua tau zoo tshiab, tab sis lub hauv paus yog kev tsim kho tshiab ntawm kev tshawb fawb txog cov ntaub ntawv. Tam sim no, kev tshawb fawb txog cov kav hlau txais xov tshiab tseem nyob rau theem tshawb nrhiav, thiab ntau yam thev naus laus zis tseem tsis tau loj hlob txaus.
Hauv kev xaus, ntau hom terahertz antennas tuaj yeem xaiv tau raws li qhov xav tau tsim:
1) Yog tias xav tau kev tsim qauv yooj yim thiab tus nqi tsim khoom qis, cov hlau antennas tuaj yeem xaiv tau.
2) Yog tias xav tau kev koom ua ke siab thiab kev nkag siab qis impedance, dielectric antennas tuaj yeem xaiv tau.
3) Yog tias xav tau kev ua tau zoo dua, cov khoom siv tshiab tuaj yeem xaiv tau.
Cov qauv tsim saum toj no kuj tuaj yeem hloov kho raws li qhov yuav tsum tau ua tshwj xeeb. Piv txwv li, ob hom antennas tuaj yeem ua ke kom tau txais txiaj ntsig ntau dua, tab sis txoj kev sib dhos thiab cov thev naus laus zis tsim qauv yuav tsum ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua ntau dua.
Yog xav paub ntxiv txog antennas, thov mus saib:
Lub sijhawm tshaj tawm: Lub Yim Hli-02-2024
