Реконфигурируемая антенна - Reconfigurable antenna

Реконфигурируемая антенна с использованием пиксельной архитектуры, способной динамически изменять свою рабочую частоту, диаграмму направленности и поляризацию.[1]
Часть серия на
Антенны
Монтаж типичной сотовой антенны на вершине башни.
Методы

А реконфигурируемая антенна является антенна способен динамически, контролируемым и обратимым образом изменять свою частоту и характеристики излучения.[2] Для обеспечения динамического отклика реконфигурируемые антенны объединяют внутренний механизм (например, РЧ переключатели, варакторы, механические приводы или же настраиваемые материалы ), которые позволяют преднамеренно перераспределять ВЧ-токи по поверхности антенны и вызывать обратимые изменения ее свойств. Реконфигурируемые антенны отличаются от умные антенны потому что механизм реконфигурации находится внутри антенны, а не во внешнем формирование луча сеть. Возможность реконфигурации реконфигурируемых антенн используется для максимизации характеристик антенны в меняющемся сценарии или для удовлетворения меняющихся эксплуатационных требований.

Типы перенастройки антенны

Реконфигурируемые антенны можно классифицировать в соответствии с параметром антенны, который динамически регулируется, обычно частота работы, диаграмма направленности или же поляризация.[3]

Реконфигурация частоты

Антенны с изменяемой частотой могут регулировать частота работы динамически. Они особенно полезны в ситуациях, когда сходятся несколько систем связи, поскольку требуемые несколько антенн могут быть заменены одной реконфигурируемой антенной. Реконфигурация частоты обычно достигается за счет физических или электрических изменений размеров антенны с использованием радиочастотных переключателей,[4] импедансная нагрузка[5] или настраиваемые материалы.[6]

Реконфигурация диаграммы направленности

Реконфигурируемость диаграммы направленности основана на преднамеренном изменении сферического распределения диаграмма направленности. Управление лучом является наиболее расширенным приложением и состоит в управлении направлением максимального излучения для максимального усиления антенны при соединении с мобильными устройствами. Антенны с реконфигурируемой диаграммой направленности обычно проектируются с использованием подвижных / поворотных конструкций.[7][8] или переключаемый и с реактивной нагрузкой паразитический элементы.[9][10][11] За последние 10 лет на основе метаматериалов Реконфигурируемые антенны привлекли внимание благодаря своему небольшому форм-фактору, широкому диапазону управления лучом и беспроводным приложениям.[12][13] Плазменные антенны также были исследованы как альтернативы с настраиваемой направленностью.[14][15][16]

Реконфигурация поляризации

Антенны с перестраиваемой поляризацией могут переключаться между разными поляризация режимы. Возможность переключения между горизонтальной, вертикальной и круговой поляризацией может использоваться для уменьшения потерь из-за рассогласования поляризации в портативных устройствах. Реконфигурируемость поляризации может быть обеспечена путем изменения баланса между различными режимами многомодовой структуры.[17]

Составная реконфигурация

Составная реконфигурация - это возможность одновременной настройки нескольких параметров антенны, например частоты и диаграммы направленности. Наиболее частым применением составной реконфигурации является комбинация частотной перестройки и сканирования луча для обеспечения улучшенной спектральной эффективности. Сложная реконфигурируемость достигается за счет объединения в одной структуре различных методов однопараметрической реконфигурации.[18][19] или путем динамического изменения формы пиксельной поверхности.[1][20]

Методы реконфигурации

Существуют разные методы реконфигурации антенн. В основном они электрические[21] (например, используя RF-MEMS, PIN диоды, или же варакторы ), оптический, физический (в основном механический)[22][23], и используя материалы. Для методов реконфигурации с использованием материалов, материалы могут быть твердыми, жидкими корками, жидкостями (диэлектрическая жидкость[24] или жидкий металл).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Родриго, Д .; Cetiner, B.A .; Жофре, Л. (2014). «Частота, диаграмма направленности и поляризационная реконфигурируемая антенна с использованием паразитного пиксельного слоя». IEEE Trans. Антенны Propag. 62 (6): 3422. Bibcode:2014ITAP ... 62.3422R. Дои:10.1109 / TAP.2014.2314464.
  2. ^ J.T. Бернхард. (2007). «Реконфигурируемые антенны». Лекции по синтезу антенн. 2: 1–66. Дои:10.2200 / S00067ED1V01Y200707ANT004.
  3. ^ G.H. Хафф и Дж. Бернхард. (2008). «Реконфигурируемые антенны». В C.A. Баланис (ред.). Справочник по современным антеннам. Джон Вили и сыновья.
  4. ^ Panagamuwa, C.J .; Chauraya, A .; Vardaxoglou, J.C. (2006). «Антенна с изменяемой частотой и лучом с использованием фотопроводящих переключателей». IEEE Trans. Антенны Propag. 54 (2): 449. Bibcode:2006ITAP ... 54..449P. Дои:10.1109 / TAP.2005.863393.
  5. ^ Erdil, E; Топалли, К; Unlu, M; Civi, O; Акин, Т (2007). «Перестраиваемая по частоте микрополосковая патч-антенна с использованием технологии RF MEMS». IEEE Trans. Антенны Propag. 55 (4): 1193. Bibcode:2007ITAP ... 55.1193E. Дои:10.1109 / TAP.2007.893426.
  6. ^ Liu, L .; Лэнгли, Р. (2008). "Жидкокристаллическая перестраиваемая микрополосковая антенна". Письма об электронике. 44 (20): 1179. Дои:10.1049 / el: 20081995.
  7. ^ Chiao, J.C .; Fu, Y .; Chio, I.M .; DeLisio, M .; Ли, Л.Я. (1999). Реконфигурируемая vee-антенна MEMS. Международный симпозиум IEEE MTT-S по микроволновому излучению. 4. С. 1515–1518. Дои:10.1109 / MWSYM.1999.780242. ISBN  978-0-7803-5135-6.
  8. ^ Родриго, Д .; Jofre, L .; Цетинер, Б.А. (2012). «Реконфигурируемая антенна с круговым направлением луча и паразитами из жидких металлов». IEEE Trans. Антенны Propag. 60 (4): 1796. Bibcode:2012ITAP ... 60.1796R. Дои:10.1109 / TAP.2012.2186235.
  9. ^ Aboufoul, T .; Parini, C .; Чен, X .; Аломайни, А. (2013). "Планарная круговая сверхширокополосная монопольная антенна с реконфигурируемой диаграммой направленности". IEEE Trans. Антенны Propag. 61 (10): 4973. Bibcode:2013ITAP ... 61.4973A. Дои:10.1109 / TAP.2013.2274262.
  10. ^ Харрингтон, Р.Ф. (1978). «Реактивно управляемые массивы директив». IEEE Trans. Антенны Propag. 26 (3): 390–395. Bibcode:1978ITAP ... 26..390H. Дои:10.1109 / TAP.1978.1141852.
  11. ^ Hum, S.V .; Перрюассо-Каррье, Дж. (2014). "Реконфигурируемые отражательные решетки и линзы решетки для динамического управления антенным лучом: обзор". IEEE Trans. Антенны Propag. 62 (1): 183. arXiv:1308.4593. Bibcode:2014ITAP ... 62..183H. Дои:10.1109 / TAP.2013.2287296.
  12. ^ Mookiah, P .; Дандекар, К. (2009). «Антенная решетка из метаматериала-подложки для системы связи MIMO». Транзакции IEEE по антеннам и распространению. 57 (10): 3283. Bibcode:2009ITAP ... 57.3283M. Дои:10.1109 / TAP.2009.2028638.
  13. ^ Гулати, Н .; Дандекар, К. (2014). «Выбор состояния обучения для реконфигурируемых антенн: подход многорукого бандита». Транзакции IEEE по антеннам и распространению. 62 (3): 1027. Bibcode:2014ITAP ... 62.1027G. Дои:10.1109 / TAP.2013.2276414.
  14. ^ Борг, Джерард Дж .; Харрис, Джеффри Х. (24 мая 1999 г.). «Применение плазменных столбов в радиочастотных антеннах». Письма по прикладной физике. 74 (22): 3272–3274. Bibcode:1999АпФЛ..74.3272Б. Дои:10.1063/1.123317.
  15. ^ Кумар, Раджниш; Бора, Дхирадж (3 марта 2010 г.). «Реконфигурируемая плазменная антенна». Журнал прикладной физики. 107 (5): 053303–053303–9. Bibcode:2010JAP ... 107e3303K. Дои:10.1063/1.3318495.
  16. ^ Alexeff, I .; и другие. (18 апреля 2006 г.). «Экспериментальные и теоретические результаты с плазменными антеннами». IEEE Transactions по науке о плазме. 34 (2): 166–172. Bibcode:2006ITPS ... 34..166A. Дои:10.1109 / TPS.2006.872180.
  17. ^ Simons, R.N .; Donghoon, C .; Катехи, Л. (2002). Поляризационная реконфигурируемая патч-антенна с использованием приводов микроэлектромеханических систем (MEMS). Антенны IEEE Propag. Soc. Int. Symp. 2. С. 6–9. Дои:10.1109 / APS.2002.1016015. HDL:2060/20020063517. ISBN  978-0-7803-7330-3.
  18. ^ X.S., Ян; Wang, B.Z .; Wu, W .; Сяо, С. (2007). «Патч-антенна Yagi с двухдиапазонной и реконфигурируемой диаграммой направленности». Антенны IEEE Wirel. Распространение. Латыш. 6 (11): 168. Bibcode:2007IAWPL ... 6..168л. Дои:10.1109 / LAWP.2007.895292.
  19. ^ Aboufoul, T .; Чен, X .; Parini, C .; Аломайни, А. (2014). «Многопараметрическая реконфигурация в одной плоской сверхширокополосной антенне для современных систем беспроводной связи». IET Микроволны, антенны и распространение. 8 (11): 849–857. Дои:10.1049 / iet-map.2013.0690.
  20. ^ Pringle, L.N .; и другие. (2004). «Антенна с изменяемой апертурой на основе коммутируемых линий между электрически небольшими металлическими участками». IEEE Trans. Антенны Propag. 52 (6): 1434–1445. Bibcode:2004ITAP ... 52.1434P. Дои:10.1109 / TAP.2004.825648.
  21. ^ Panagamuwa, C.J .; Chauraya, A .; Vardaxoglou, J.C. (2006). «Антенна с изменяемой частотой и лучом с использованием фотопроводящих переключателей». IEEE Trans. Антенны Propag. 54 (2): 449. Bibcode:2006ITAP ... 54..449P. Дои:10.1109 / TAP.2005.863393.
  22. ^ Chiao, J.C .; Fu, Y .; Chio, I.M .; DeLisio, M .; Ли, Л.Я. (1999). Реконфигурируемая vee-антенна MEMS. Международный симпозиум IEEE MTT-S по микроволновому излучению. 4. С. 1515–1518. Дои:10.1109 / MWSYM.1999.780242. ISBN  978-0-7803-5135-6.
  23. ^ Родриго, Д .; Jofre, L .; Цетинер, Б.А. (2012). «Реконфигурируемая антенна с круговым направлением луча и паразитами из жидких металлов». IEEE Trans. Антенны Propag. 60 (4): 1796. Bibcode:2012ITAP ... 60.1796R. Дои:10.1109 / TAP.2012.2186235.
  24. ^ Мотовилова, Елизавета; Хуан, Шао Ин. "Обзор реконфигурируемых антенн с жидким диэлектриком". Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)