Самокомплементарная антенна - Self-complementary antenna

Часть серия на
Антенны
Монтаж типичной сотовой антенны на вершине башни.

В самокомплементарная антенна (SCA) - это базовая антенна для очень широкополосных практических антенн.[1][2][3][4]Эта антенна[5][6] представляет собой антенну произвольной формы, которая состоит из половины бесконечно протяженного плоского проводника, так что форма ее дополнительной структуры в точности идентична или «самодополняема»[7] с исходной структурой с двумя выводами для простейшего случая. Самокомплементарная антенна имеет постоянный вход сопротивление[8][9] независимо от частоты источника и формы конструкции.

Тип самокомплементарной антенны не ограничивается только случаем планарной антенны с двумя выводами, но существуют более общие типы с различными уровнями сложности, такими как количество выводов, количество опорных плоскостей и другие. Более того, в их формах конструкций есть бесконечная свобода.[10] Они также обладают свойством постоянного импеданса независимо от частоты источника и формы конструкции для соответствующих классов структур с различными уровнями сложности. Этот общий принцип самодополняемости в различных источниках также называется «принципом мусиаке».[11]

Примеры двух форм конструкций показаны на прилагаемых рисунках. Структуры с 1 по 3 предназначены для квадратной формы,[12] а конструкции с 4 по 6 имеют спиральную форму. На самом деле, конструкции простираются бесконечно, но на рисунках показаны только конечные участки вблизи точки питания каждой конструкции.

  • Объяснение структуры SCA 1

  • Объяснение структуры SCA. 2

  • Объяснение структуры SCA.3

  • Объяснение структуры SCA.4

  • Объяснение структуры SCA.5

  • Объяснение структуры SCA.6

Уравнение, которое дает постоянное значение входного импеданса для самокомплементарной антенны, называется «отношением Mushiake». Значения постоянного импеданса для различных классов сложности в самодополняемых структурах зависят от соответствующих классов сложности. Например, соотношение Мусиаке для простейшей самокомплементарной планарной антенны с двумя выводами выражается как:

Z = Z0/2≒188,4 [Ом], (соотношение Мусиаке)

где Z - входной импеданс антенны, а Z0 - собственное сопротивление среды.

Кроме того, в Японии проводятся экспериментальные исследования самокомплементарных антенн, в том числе свойств излучения. По результатам эксперимента было обнаружено, что самокомплементарная антенна с попеременными лепестками (или Square SCA) имеет практически всенаправленную диаграмму направленности.[13] а также широкополосный доступ в Интернет.

Сравнение с логопериодическими антеннами

В логопериодическая антенна представляет собой модифицированную складчатую квадратную самокомплементарную антенну логопериодической формы, а исходная конструкция до ее модификации имеет типичную самодополняющуюся форму. Логопериодическая форма не обеспечивает широкополосной связи для антенн.[14] Этот факт подтвержден экспериментально.[15] Это также очевидно из определения IEEE термина «логопериодическая антенна».[16] "Логопериодическая дипольная матрица"[17] или "Логопериодическая дипольная антенна"[18] (LPDA) - это практически модифицированная самокомплементарная антенна. LPDA имеет транспонированное возбуждение[19] для дипольной решетки в результате складывания[20] конструкция антенны для получения однонаправленного излучения, что является неизбежным результатом модификации.

В связи с книгой Самокомплементарные антенны опубликовано в Springer-Verlag в Лондоне, упоминается здесь, Springer Book Archives[21]должен быть показан здесь.

Логопериодическая структура не смогла обеспечить свойство постоянного импеданса для антенн в течение одного периода. Однако один из способов устранить такое отклонение - сделать форму самодополнительной,[22] а выражение для постоянного импеданса В. Х. Рамси названо «отношением Мусиаке» (в последнее время оно называется «отношением Мусиаке»).

Соответственно, LPDA на самом деле представляет собой модифицированную самокомплементарную дипольную матрицу (MSCDA) с логопериодической формой. Где самодополняющая форма имеет бесконечную свободу [23] и дальнейшее развитие ожидается для общего типа широкополосных дипольных решеток, MSCDA. Например, в последнее время широко распространенные Вай фай использование, этот тип широкополосного MSCDA обнаруживается, в том числе и так называемый LPDA, в точках доступа Wi-Fi.

Кроме того, «Открытие принципа самодополняемости в антеннах и отношения Мусиаке, 1948 г.» было признано IEEE Milestone июль 2017 г. без упоминания ненужного термина «логопериодическая форма» для этого распознавания. Более того, чтобы быть предложенным в качестве вехи IEEE, достижение должно быть возрастом не менее 25 лет, приносить пользу человечеству и иметь как минимум региональное значение. Этот этап IEEE был посвящен университету Тохоку, Япония, и подробное объяснение можно найти в Списке этапов,[24] или более легко найти в[25]. Кроме того, существительное «Milestone» означает «очень важный этап или событие в развитии чего-либо», а «Landmark» является его синонимом. Источник,[26] Издательство Оксфордского университета, 2015.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Д. Э. Исбелл, «Логопериодические дипольные решетки» IRE Trans. Антенны Propag., т. AP-8, стр. 260-267, май 1960 г.
  2. ^ Каррел Р. Л. Конструкция логопериодических дипольных антенн. IRE Intl. Конв. Rec., Pt. 1, стр. 61-75, 1961
  3. ^ Y. Mushiake, Логопериодическая структура не обеспечивает широкополосность антенн. J. IECE Япония, 82, № 5, стр. 510-511, май 1999 г. (на японском языке)
  4. ^ Ю. Мусиаке, «Отчет о японских разработках антенн: от антенны Яги-Уда до самокомплементарных антенн», IEEE Ant. Prop. Magazine, Vol. 46, No. 4, pp. 47-60, август 2004 г.
  5. ^ "Y. Mushiake, '" Входные сопротивления щелевых антенн ".J. IEE Японии, Vol. 69, No. 3, Cumulative No. 725, March 1949. pp. 87–88. (на японском языке)". Sm.rim.or.jp. Получено 2014-01-07.
  6. ^ С. Уда, Ю. Мусиаке, «Входные сопротивления щелевых антенн». Tech. Представитель Tohoku Univ., 14, 1, сентябрь 1949. С. 46-59.
  7. ^ "Y. Mushiake, '" Возникновение самодополняющей структуры и открытие ее свойства постоянного импеданса ".J. IEE Японии, Vol. 69, № 3, март 1949 г. с. 88. (на японском языке) ". Sm.rim.or.jp. Получено 2014-01-07.
  8. ^ Ю. Мусиаке, «Входные сопротивления щелевых антенн». J. IEE Japan, 69, 3, March 1949. pp. 87-88. (на японском языке)
  9. ^ Ю. Мусиаке, «Антенны с постоянным сопротивлением». J. IECE Япония, 48, 4, April 1965. pp. 580-584. (на японском языке)
  10. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.sca.htm
  11. ^ Ранджан Сингх и другие; Спиральные антенны терагерцового диапазона и проявление принципа Мусиаке, OSA Publishing, Optics Express, Volume 17, Issue 12, page 9971-9980, (2009)https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=oe-17-12-9971,
  12. ^ T. Furuya, T. Ishizone и Y. Mushiake, «Самокомплементарная антенна с попеременными лепестками и ее применение в широкополосной антенне с высоким коэффициентом усиления», IECE (в настоящее время IEICE), A ・ P, 77-43, 1977, стр. 35-40. (на японском языке)
  13. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.omni.square.htm
  14. ^ Ю. Мусиаке, «Антенны с постоянным сопротивлением». J. IECE Япония, 48, 4, pp. 580-584, апрель 1965 г.
  15. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.non-const.htm#####
  16. ^ “Логопериодическая антенна Любая антенна из класса антенн, имеющая такую ​​конструктивную геометрию, что ее импеданс и характеристики излучения периодически повторяются как логарифм частоты »(см. Новый стандартный словарь терминов по электротехнике и электронике IEEE,1993).
  17. ^ Д. Э. Исбелл, “Логопериодические дипольные решетки” IRE Trans. Антенны Propag., Vol. AP-8, стр. 260-267, май 1960 г.
  18. ^ Каррел Р. Л. Конструкция логопериодических дипольных антенн. IRE Intl. Конв. Rec., Pt., стр. 61-75, 1961
  19. ^ "Y. Mushiake,"Самокомплементарные антенны ― Принцип самодополнимости для постоянного импеданса,'139 страниц, Springer-Verlag London Ltd., Лондон, 1996. pp.75-80 ". Sm.rim.or.jp. Получено 2019-12-13.
  20. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.4.htm#%%#
  21. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.springer.htm
  22. ^ В. Х. Рамси, Частотно-независимые антенны, Academic Press, Нью-Йорк и Лондон. 1966. [стр. 27, 29, 30, 55]
  23. ^ http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/sub.sca.htm
  24. ^ [1] Посвящение # 180
  25. ^ [2]
  26. ^ Оксфордский словарь современного английского для учащихся.