سىمسىز ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئومۇملىشىشىغا ئەگىشىپ ، سانلىق مەلۇمات مۇلازىمىتى تېز تەرەققىياتنىڭ يېڭى دەۋرىگە قەدەم قويدى ، بۇ سانلىق مەلۇمات مۇلازىمىتىنىڭ پارتلاش خاراكتېرلىك ئېشىشى دەپمۇ ئاتىلىدۇ. ھازىر ، نۇرغۇنلىغان قوللىنىشچان پروگراممىلار ئاستا-ئاستا كومپيۇتېردىن سىمسىز ئۈسكۈنىلەرگە يۆتكىلىپ ، ئېلىپ يۈرۈش ۋە مەشغۇلات قىلىش ئاسان بولغان كۆچمە تېلېفونغا يۆتكىلىۋاتىدۇ ، ئەمما بۇ ئەھۋال يەنە سانلىق مەلۇمات ئېقىمىنىڭ تېز ئېشىشىنى ۋە كەڭ بەلۋاغ بايلىقىنىڭ كەمچىل بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى. . ئىستاتىستىكىغا قارىغاندا ، كەلگۈسى 10 يىلدىن 15 يىلغىچە بازاردىكى سانلىق مەلۇمات نىسبىتى Gbps ھەتتا Tbps غا يېتىشى مۇمكىن. ھازىر ، THz ئالاقىسى Gbps سانلىق مەلۇمات نىسبىتىگە يەتتى ، Tbps سانلىق مەلۇمات نىسبىتى يەنىلا تەرەققىياتنىڭ دەسلەپكى باسقۇچىدا. مۇناسىۋەتلىك ماقالىدە THz بەلبېغىغا ئاساسەن Gbps سانلىق مەلۇمات نىسبىتىدىكى ئەڭ يېڭى ئىلگىرىلەشلەر كۆرسىتىلدى ۋە Tbps نىڭ قۇتۇپلىشىش كۆپ خىللاشتۇرۇش ئارقىلىق ئېرىشكىلى بولىدىغانلىقى مۆلچەرلەندى. شۇڭلاشقا ، سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش سۈرئىتىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ، مۇمكىن بولغان ھەل قىلىش چارىسى يېڭى چاستوتا بەلبېغىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش بولۇپ ، ئۇ مىكرو دولقۇنلۇق ئوچاق بىلەن ئىنفىرا قىزىل نۇر ئوتتۇرىسىدىكى «بوش رايون» دا. 2019-يىلى ئۆتكۈزۈلگەن ITU دۇنيا رادىئو-تېلېگراف يىغىنىدا (WRC-19) ، مۇقىم ۋە قۇرۇقلۇق كۆچمە مۇلازىمىتى ئۈچۈن چاستوتا دائىرىسى 275-450GHz. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، terahertz سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى نۇرغۇن تەتقىقاتچىلارنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى.
Terahertz ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنى ئادەتتە 0.1-10THz (1THz = 1012Hz) چاستوتا بەلۋېغى بولۇپ ، دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 0.03-3 مىللىمېتىر. IEEE ئۆلچىمىگە ئاساسەن ، terahertz دولقۇنى 0.3-10THz دەپ ئېنىقلىما بېرىلگەن. 1-رەسىمدە كۆرسىتىلىشىچە ، terahertz چاستوتا بەلبېغى مىكرو دولقۇن بىلەن ئىنفىرا قىزىل نۇر ئارىسىدا.
1-رەسىم THz چاستوتا بەلبېغىنىڭ سىخېما دىئاگراممىسى.
Terahertz Antennas نىڭ تەرەققىياتى
گەرچە Terahertz تەتقىقاتى 19-ئەسىردە باشلانغان بولسىمۇ ، ئەمما ئۇ ئەينى ۋاقىتتا مۇستەقىل ساھە سۈپىتىدە تەتقىق قىلىنمىغان. Terahertz رادىئاتسىيىسى تەتقىقاتى ئاساسلىقى يىراق ئىنفىرا قىزىل نۇر بەلبېغىغا مەركەزلەشتى. 20-ئەسىرنىڭ ئوتتۇرىلىرىدىن ئاخىرىغىچە ، تەتقىقاتچىلار مىلادىيە دولقۇنى تەتقىقاتىنى terahertz بەلبېغىغا ئىلگىرلەشكە ۋە مەخسۇس تېرە تېرە تېخنىكىسى تەتقىقاتى بىلەن شۇغۇللىنىشقا باشلىدى.
ئالدىنقى ئەسىرنىڭ 80-يىللىرىدا ، تېرېرتز رادىئاتسىيە مەنبەسىنىڭ بارلىققا كېلىشى تېراخېرت دولقۇنىنىڭ ئەمەلىي سىستېمىدا قوللىنىلىشىنى مۇمكىن قىلدى. 21-ئەسىردىن باشلاپ ، سىمسىز خەۋەرلىشىش تېخنىكىسى تېز تەرەققىي قىلدى ، كىشىلەرنىڭ ئۇچۇرغا بولغان ئېھتىياجى ۋە خەۋەرلىشىش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ كۆپىيىشى ئالاقە ئۇچۇرلىرىنىڭ تارقىلىش سۈرئىتىگە تېخىمۇ قاتتىق تەلەپلەرنى ئوتتۇرىغا قويدى. شۇڭلاشقا ، كەلگۈسىدىكى ئالاقە تېخنىكىسىنىڭ خىرىسلىرىنىڭ بىرى بىر ئورۇندا سېكۇنتتا يۇقىرى گىگابايتلىق سانلىق مەلۇمات بىلەن مەشغۇلات قىلىش. نۆۋەتتىكى ئىقتىسادىي تەرەققىيات ئاستىدا ، سپېكترى بايلىقى كۈنسېرى كەمچىل بولدى. ھالبۇكى ، ئىنسانلارنىڭ ئالاقە ئىقتىدارى ۋە سۈرئىتىگە بولغان تەلىپى چەكسىز. سپېكترى قىستاڭچىلىق مەسىلىسىگە قارىتا ، نۇرغۇن شىركەتلەر كۆپ كىرگۈزۈش ئارقىلىق كۆپ چىقىرىش (MIMO) تېخنىكىسىنى ئىشلىتىپ ، بوشلۇقنى كۆپەيتىش ئارقىلىق چاستوتا ئۈنۈمى ۋە سىستېما ئىقتىدارىنى ئۆستۈرىدۇ. 5G تورىنىڭ تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، ھەر بىر ئىشلەتكۈچىنىڭ سانلىق مەلۇمات ئۇلىنىش سۈرئىتى Gbps دىن ئېشىپ كېتىدۇ ، ئاساسىي پونكىتلارنىڭ سانلىق مەلۇمات ئېقىمىمۇ كۆرۈنەرلىك ئاشىدۇ. ئەنئەنىۋى مىللىمېتىر دولقۇن خەۋەرلىشىش سىستېمىسىغا نىسبەتەن ، مىكرو دولقۇنلۇق ئۇلىنىش بۇ غايەت زور سانلىق مەلۇمات ئېقىمىنى بىر تەرەپ قىلالمايدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، كۆرۈش لىنىيىسىنىڭ تەسىرىدىن ، ئىنفىرا قىزىل نۇرنىڭ يەتكۈزۈش ئارىلىقى قىسقا بولۇپ ، خەۋەرلىشىش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئورنى مۇقىم. شۇڭلاشقا ، مىكرو دولقۇن بىلەن ئىنفىرا قىزىل نۇر ئارىلىقىدىكى THz دولقۇنىنى يۇقىرى سۈرئەتلىك خەۋەرلىشىش سىستېمىسى بەرپا قىلىشقا ۋە THz ئۇلىنىشى ئارقىلىق سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش نىسبىتىنى ئاشۇرۇشقا ئىشلىتىشكە بولىدۇ.
Terahertz دولقۇنى تېخىمۇ كەڭ ئالاقە كەڭلىكى بىلەن تەمىنلەيدۇ ، ئۇنىڭ چاستوتا دائىرىسى كۆچمە خەۋەرلىشىشنىڭ 1000 ھەسسىسىگە تەڭ. شۇڭلاشقا ، THz نى ئىشلىتىپ دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى سۈرئەتلىك سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى بەرپا قىلىش يۇقىرى سانلىق مەلۇمات نىسبىتى خىرىسىغا ئۈمىدۋار ھەل قىلىش چارىسى بولۇپ ، نۇرغۇن تەتقىقات گۇرۇپپىلىرى ۋە كەسىپلەرنىڭ قىزىقىشىنى قوزغىدى. 2017-يىلى 9-ئايدا ، تۇنجى THz سىمسىز خەۋەرلىشىش ئۆلچىمى IEEE 802.15.3d-2017 ئېلان قىلىندى ، بۇ تۆۋەن دەرىجىدىكى THz چاستوتا دائىرىسى 252-325 GHz بولغان نۇقتىدىن نۇقتا ئالماشتۇرۇشنى بەلگىلەيدۇ. ئۇلىنىشنىڭ باشقا فىزىكىلىق قەۋىتى (PHY) ئوخشىمىغان كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىدىكى سانلىق مەلۇمات نىسبىتىنى 100 Gbps قا يەتكۈزەلەيدۇ.
تۇنجى مۇۋەپپەقىيەتلىك بولغان 0.12 THz ئالاقە سىستېمىسى 2004-يىلى قۇرۇلغان ، 0.3 THz لىق THz خەۋەرلىشىش سىستېمىسى 2013-يىلى ئەمەلگە ئاشۇرۇلغان. 1-جەدۋەلدە 2004-يىلدىن 2013-يىلغىچە ياپونىيىدىكى تېراخېرتز ئالاقە سىستېمىسىنىڭ تەتقىقات ئىلگىرىلەشلىرى كۆرسىتىلگەن.
1-جەدۋەل 2004-يىلدىن 2013-يىلغىچە ياپونىيىدىكى terahertz ئالاقە سىستېمىسىنىڭ تەتقىقات ئىلگىرىلىشى
2004-يىلى تەرەققىي قىلغان ئالاقە سىستېمىسىنىڭ ئانتېننا قۇرۇلمىسى نىپپون تېلېگراف ۋە تېلېفون شىركىتى (NTT) تەرىپىدىن 2005-يىلى تەپسىلىي تەسۋىرلەنگەن ، ئانتېننا سەپلىمىسى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ئىككى خىل ئەھۋالدا ئوتتۇرىغا قويۇلغان.
2-رەسىم ياپونىيەنىڭ NTT 120 GHz سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ سىخېما دىئاگراممىسى
بۇ سىستېما فوتو ئېلېكتر ئۆزگەرتىش ۋە ئانتېننا بىرلەشتۈرۈلگەن بولۇپ ، ئىككى خىل خىزمەت ئۇسۇلىنى قوللانغان:
1. ئۆي ئىچى يېقىن مۇھىتتا ، ئۆيدە ئىشلىتىلگەن پىلانلىق ئانتېننا تارقاتقۇچ 2-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك يەككە لىنىيىلىك توشۇغۇچى فوتودىئود (UTC-PD) ئۆزەك ، تەكشىلىكتىكى ئانتېننا ۋە كرېمنىي لىنزىسىدىن تەركىب تاپقان.
2. ئۇزۇن مۇساپىلىك دالا مۇھىتىدا ، چوڭ تىپتىكى توك يوقىتىش ۋە تەكشۈرۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ سەزگۈرلۈكىنى تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن ، يەتكۈزگۈچى ئانتېننا چوقۇم يۇقىرى پايدىغا ئېرىشىشى كېرەك. ھازىر بار بولغان Terahertz ئانتېنناسى 50 dBi دىن يۇقىرى بولغان گاۋسىيىلىك ئوپتىكىلىق لىنزا ئىشلىتىدۇ. يەم مۈڭگۈزى بىلەن دىئېلېكترىك لىنزا بىرىكمىسى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلدى.
NTT 0.12 THz خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنى تەرەققىي قىلدۇرغاندىن باشقا ، 2012-يىلى يەنە 0.3THz ئالاقە سىستېمىسىنى بارلىققا كەلتۈردى. ئۈزلۈكسىز ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق يەتكۈزۈش سۈرئىتى 100Gbps غا يېتىدۇ. 1-جەدۋەلدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، ئۇ terahertz ئالاقىسىنىڭ تەرەققىياتىغا زور تۆھپە قوشقان. قانداقلا بولمىسۇن ، نۆۋەتتىكى تەتقىقات خىزمىتىنىڭ تۆۋەن مەشغۇلات چاستوتىسى ، چوڭ-كىچىكلىكى ۋە تەننەرخى يۇقىرى بولۇشتەك كەمچىلىكى بار.
ھازىر ئىشلىتىلىۋاتقان تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ كۆپىنچىسى مىللىمېتىر دولقۇن ئانتېنناسىدىن ئۆزگەرتىلگەن بولۇپ ، تېرېرتز ئانتېنناسىدا يېڭىلىق يوق. شۇڭلاشقا ، تېرېرتز ئالاقە سىستېمىسىنىڭ ئىقتىدارىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن ، مۇھىم ۋەزىپە تېراخېرت ئانتېننانى ئەلالاشتۇرۇش. 2-جەدۋەلدە گېرمانىيە THz ئالاقىسىنىڭ تەتقىقات ئىلگىرىلەشلىرى كۆرسىتىلدى. 3-رەسىمدە (a) فوتونكا بىلەن ئېلېكتروننى بىرلەشتۈرگەن ۋەكىللىك THz سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى كۆرسىتىلدى. 3-رەسىمدە (b) شامال تونېلى سىناق نەق مەيدانى كۆرسىتىلدى. گېرمانىيەنىڭ نۆۋەتتىكى تەتقىقات ئەھۋالىدىن قارىغاندا ، ئۇنىڭ تەتقىقاتى ۋە تەرەققىياتىنىڭ تۆۋەن مەشغۇلات چاستوتىسى ، تەننەرخى يۇقىرى ، ئۈنۈمى تۆۋەن بولۇشتەك كەمچىلىكىمۇ بار.
2-جەدۋەل گېرمانىيەدىكى THz ئالاقىسىنىڭ تەتقىقات ئىلگىرىلىشى
3-رەسىم شامال تونېلى سىناق نەق مەيدانى
CSIRO ئۇچۇر مەركىزى يەنە THz ئۆي ئىچىدىكى سىمسىز خەۋەرلىشىش سىستېمىسى ئۈستىدە تەتقىقات ئېلىپ باردى. بۇ مەركەز 4-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك يىل بىلەن ئالاقە چاستوتىسىنىڭ مۇناسىۋىتىنى تەتقىق قىلدى. 4-رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، 2020-يىلغا بارغاندا ، سىمسىز خەۋەرلىشىش تەتقىقاتى THz گۇرۇپپىسىغا مايىل. رادىئو چاستوتاسىنى ئىشلىتىپ ئەڭ يۇقىرى ئالاقە چاستوتىسى ھەر يىگىرمە يىلدا ئون ھەسسە ئاشىدۇ. بۇ مەركەز THz ئانتېنناسىغا قويۇلغان تەلەپلەر ھەققىدە تەكلىپ بەردى ھەمدە THz خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ مۈڭگۈزى ، لىنزا قاتارلىق ئەنئەنىۋى ئانتېننالىرىنى ئوتتۇرىغا قويدى. 5-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئىككى مۈڭگۈز ئانتېنناسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 0.84THz ۋە 1.7THz لىك خىزمەت قىلىدۇ ، ئاددىي قۇرۇلما ۋە گاۋسىيىلىك نۇرنىڭ ئىپادىسى ياخشى.
4-رەسىم يىل بىلەن چاستوتىنىڭ مۇناسىۋىتى
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
5-رەسىم ئىككى خىل مۈڭگۈز ئانتېنناسى
ئامېرىكا تېراخېرت دولقۇنىنىڭ قويۇپ بېرىلىشى ۋە بايقىلىشى توغرىسىدا كەڭ كۆلەمدە تەتقىقات ئېلىپ باردى. داڭلىق تېراخېرز تەتقىقات تەجرىبىخانىسى رېئاكتىپ ئىتتىرىش تەجرىبىخانىسى (JPL) ، ستانفورد سىزىقلىق تېزلىتىش مەركىزى (SLAC) ، ئامېرىكا دۆلەتلىك تەجرىبىخانىسى (LLNL) ، دۆلەتلىك ئاۋىئاتسىيە ۋە ئالەم قاتنىشى ئىدارىسى (NASA) ، دۆلەتلىك ئىلىم-پەن فوندى (NSF) قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. Terahertz قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ يېڭى تېراخېرت ئانتېنناسى لايىھەلەنگەن ، مەسىلەن ئوقيا ئانتېنناسى ۋە چاستوتا نۇرلۇق ئانتېننا. Terahertz ئانتېنناسىنىڭ تەرەققىياتىغا ئاساسەن ، بىز 6-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ھازىر تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ ئۈچ ئاساسىي لايىھىلەش ئىدىيىسىگە ئېرىشەلەيمىز.
6-رەسىم تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ ئۈچ ئاساسلىق لايىھىلەش ئىدىيىسى
يۇقارقى تەھلىلدە كۆرسىتىلىشىچە ، گەرچە نۇرغۇن دۆلەتلەر تېراخېرت ئانتېنناسىغا ناھايىتى ئەھمىيەت بەرگەن بولسىمۇ ، ئەمما ئۇ يەنىلا دەسلەپكى ئىزدىنىش ۋە تەرەققىيات باسقۇچىدا ئىكەن. تارقىلىشچانلىقى يۇقىرى ۋە مولېكۇلا سۈمۈرۈلۈش سەۋەبىدىن ، THz ئانتېنناسى ئادەتتە تارقىلىش ئارىلىقى ۋە قاپلاش دائىرىسى بىلەن چەكلىنىدۇ. بەزى تەتقىقاتلار THz گۇرۇپپىسىدىكى تۆۋەن مەشغۇلات چاستوتىسىغا مەركەزلەشتى. ھازىر بار بولغان تېرېرتز ئانتېننا تەتقىقاتى ئاساسلىقى دىئېلېكترىك لىنزا ئانتېننىسى ئارقىلىق پايدىنى ئاشۇرۇشقا ۋە مۇۋاپىق ھېسابلاش ئۇسۇلى ئارقىلىق ئالاقە ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇشقا ئەھمىيەت بېرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، تېراخېرتز ئانتېننا ئورالمىسىنىڭ ئۈنۈمىنى قانداق يۇقىرى كۆتۈرۈشمۇ ئىنتايىن تەخىرسىز مەسىلە.
گېنېرال THz ئانتېنناسى
THz ئانتېنناسىنىڭ نۇرغۇن تۈرلىرى بار: مۈڭگۈز پەردىسى بار دىپول ئانتېنناسى ، بۇلۇڭ نۇر قايتۇرۇش ساندۇقى ، ئوقيا دوپپىسى ، دىئېلېكترىك لىنزا پىلانىت ئانتېنناسى ، THz مەنبە رادىئاتسىيە مەنبەسىنى ھاسىل قىلىدىغان فوتو ئۆتكۈزگۈچ ئانتېننا ، گرافېن ماتېرىياللىرىنى ئاساس قىلغان THz ئانتېنناسى قاتارلىقلار. THz ئانتېنناسى ياساشقا ئىشلىتىلىدىغان ماتېرىياللار ، ئۇلارنى ئاساسەن مېتال ئانتېننا (ئاساسلىقى مۈڭگۈز ئانتېنناسى) دەپ ئايرىشقا بولىدۇ. دىئېلېكترىك ئانتېننا (لىنزا ئانتېنناسى) ۋە يېڭى ماتېرىيال ئانتېنناسى. بۇ بۆلەكتە ئالدى بىلەن بۇ ئانتېننالار ھەققىدە دەسلەپكى ئانالىز بېرىلگەن ، كېيىنكى بۆلەكتە بەش تىپىك THz ئانتېنناسى تەپسىلىي تونۇشتۇرۇلغان ۋە چوڭقۇر تەھلىل قىلىنغان.
1. مېتال ئانتېننا
مۈڭگۈز ئانتېنناسى THz گۇرۇپپىسىدا ئىشلەش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن تىپىك مېتال ئانتېننا. كلاسسىك مىللىمېتىر دولقۇن قوبۇللىغۇچنىڭ ئانتېننىسى مۈڭگۈز مۈڭگۈزى. چىرىتىلگەن ۋە قوش ھالەتتىكى ئانتېننانىڭ نۇرغۇن ئەۋزەللىكى بار ، بۇلار ئايلانما سىممېترىك رادىئاتسىيە ئەندىزىسى ، يۇقىرى پايدا 20 دىن 30 dBi ۋە تۆۋەن قۇتۇپلىشىش دەرىجىسى -30 dB ، تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى% 97 تىن% 98 كىچە. ئىككى مۈڭگۈز ئانتېنناسىنىڭ كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ئايرىم-ئايرىم ھالدا% 30-% 40 ۋە% 6-% 8.
تېراخېرت دولقۇنىنىڭ چاستوتىسى ئىنتايىن يۇقىرى بولغاچقا ، مۈڭگۈز ئانتېنناسىنىڭ ھەجىمى ئىنتايىن كىچىك بولغاچقا ، مۈڭگۈزنى پىششىقلاپ ئىشلەشنى قىيىنلاشتۇرۇۋېتىدۇ ، بولۇپمۇ ئانتېننا گۇرۇپپىسىنى لايىھىلەشتە ، پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسىنىڭ مۇرەككەپلىكى ھەددىدىن زىيادە تەننەرخنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ۋە چەكلىك ئىشلەپچىقىرىش. مۇرەككەپ مۈڭگۈز لايىھىسىنىڭ ئاستىنى ياساشتىكى قىيىنچىلىق سەۋەبىدىن ، ئادەتتە مۈڭگۈز ياكى مۈڭگۈز مۈڭگۈزى شەكلىدىكى ئاددىي مۈڭگۈز ئانتېنناسى ئىشلىتىلىدۇ ، بۇ تەننەرخ ۋە جەرياننىڭ مۇرەككەپلىكىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، ئانتېننانىڭ رادىئاتسىيە ئىقتىدارىنى ساقلاپ قالغىلى بولىدۇ. ياخشى.
يەنە بىر مېتال ئانتېننا سەييارە دولقۇن ئېھرامى ئانتېنناسى بولۇپ ، ئۇ 1.2 مىكرو دىئېلېكترىك پىلاستىنكىغا بىرلەشتۈرۈلگەن ۋە 7-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك كرېمنىيلىق ۋافېرغا ئورنىتىلغان ئۇزۇن ئۆڭكۈر بوشلۇقىدا توختىتىلغان ساياھەت دولقۇنى ئانتېنناسىدىن تەركىب تاپقان. بۇ ئانتېننا ئوچۇق قۇرۇلما. Schottky diode بىلەن ماسلىشالايدۇ. ئۇنىڭ قۇرۇلمىسى بىر قەدەر ئاددىي ۋە ئىشلەپچىقىرىش تەلىپى تۆۋەن بولغاچقا ، ئادەتتە 0.6 THz دىن يۇقىرى چاستوتا بەلبېغىدا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، ئانتېننانىڭ يان تەرەپتىكى سەۋىيىسى ۋە قۇتۇپلىشىش دەرىجىسى يۇقىرى ، بەلكىم ئۇنىڭ ئوچۇق قۇرۇلمىسى بولۇشى مۇمكىن. شۇڭلاشقا ، ئۇنىڭ تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمى بىر قەدەر تۆۋەن (تەخمىنەن% 50).
7-رەسىم سەييارە دولقۇن ئېھرامى ئانتېنناسى
2. دىئېلېكترىك ئانتېننا
دىئېلېكترىك ئانتېننا دىئېلېكترىك تارماق بالا بىلەن ئانتېننا رادىئاتسىيەسىنىڭ بىرىكىشى. مۇۋاپىق لايىھىلەش ئارقىلىق ، دىئېلېكترىك ئانتېننا تەكشۈرگۈچ بىلەن توسالغۇنى ماسلاشتۇرالايدۇ ، ھەمدە ئاددىي جەريان ، ئاسان بىرىكىش ۋە تۆۋەن تەننەرخ قاتارلىق ئەۋزەللىككە ئىگە. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ، تەتقىقاتچىلار بىر نەچچە تار بەلۋاغ ۋە كەڭ بەلۋاغلىق يان ئوت ئانتېنناسى لايىھەلەپ چىقتى ، بۇلار تېراخېرت دىئېلېكترىك ئانتېنناسىنىڭ تۆۋەن توسالغۇغا ئۇچرىغۇچى تەكشۈرگۈچكە ماسلىشالايدۇ: كېپىنەك ئانتېننا ، قوش U شەكىللىك ئانتېننا ، خاتىرە دەۋرىدىكى ئانتېننا ۋە خاتىرىلەش دەۋرىدىكى سىنۇسوئىد ئانتېناسى. بۇنىڭدىن باشقا ، تېخىمۇ مۇرەككەپ ئانتېننا گېئومېتىرىيىسىنى گېن ئالگورىزىم ئارقىلىق لايىھىلەپ چىقالايدۇ.
8-رەسىم تۆت خىل تەكشىلىك ئانتېنناسى
قانداقلا بولمىسۇن ، دىئېلېكترىك ئانتېننا دىئېلېكترىك تارماق بالا بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەنلىكى ئۈچۈن ، چاستوتا THz بەلبېغىغا مايىل بولغاندا يەر يۈزى دولقۇنى تەسىرى پەيدا بولىدۇ. بۇ ئەجەللىك كەمچىلىك مەشغۇلات جەريانىدا ئانتېننانىڭ نۇرغۇن ئېنېرگىيىنى يوقىتىپ ، ئانتېننا رادىئاتسىيە ئۈنۈمىنىڭ كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. 9-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، ئانتېننا رادىئاتسىيىسى بۇلۇڭى كېسىش بۇلۇڭىدىن چوڭ بولغاندا ، ئۇنىڭ ئېنېرگىيىسى دىئېلېكترىك تارماق ئېلېمېنت بىلەن چەكلىنىپ ، ئاستىرتتىن شەكىللىنىدۇ.
9-رەسىم ئانتېننا يۈزى دولقۇنى تەسىرى
ئاستىرتتىننىڭ قېلىنلىقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، يۇقىرى تەرتىپلىك مودېللارنىڭ سانى كۆپىيىدۇ ، ئانتېننا بىلەن تارماق بالا ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىش كۆپىيىپ ، ئېنېرگىيە يوقىلىدۇ. يەر يۈزى دولقۇنىنىڭ تەسىرىنى ئاجىزلاشتۇرۇش ئۈچۈن ، ئۈچ خىل ئەلالاشتۇرۇش لايىھىسى بار:
1) ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنىڭ يورۇتۇش ئالاھىدىلىكىنى ئىشلىتىپ پايدىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئانتېنناغا لىنزا يۈكلەڭ.
2) ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنىڭ يۇقىرى دەرىجىدىكى ھالىتىنى بېسىش ئۈچۈن ئاستىرتتىننىڭ قېلىنلىقىنى ئازايتىڭ.
3) يەر ئاستى دىئېلېكترىك ماتېرىيالنى ئېلېكتر ماگنىت بەلۋاغ پەرقى (EBG) بىلەن ئالماشتۇرۇڭ. EBG نىڭ بوشلۇق سۈزۈش ئالاھىدىلىكى يۇقىرى تەرتىپلىك ھالەتنى باسالايدۇ.
3. يېڭى ماتېرىيال ئانتېنناسى
يۇقارقى ئىككى ئانتېننادىن باشقا ، يەنە يېڭى ماتېرىياللاردىن ياسالغان تېراخېرت ئانتېنناسى بار. مەسىلەن ، 2006-يىلى ، جىن خاۋ قاتارلىقلار. كاربون نانو سىفىرلىق ئانتېننا ئوتتۇرىغا قويدى. 10 (a) رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، چۆكمە مېتال ماتېرىياللارنىڭ ئورنىدا كاربون نانو قۇتىسىدىن ياسالغان. ئۇ كاربون نانو سىفىرلىق ئانتېننانىڭ ئىنفىرا قىزىل نۇر ۋە ئوپتىكىلىق خۇسۇسىيىتىنى ئەستايىدىل تەتقىق قىلىپ ، چەكلىك ئۇزۇنلۇقتىكى كاربون نانو سىپتا ئانتېنناسىنىڭ ئومۇمىي ئالاھىدىلىكلىرىنى مۇزاكىرە قىلدى ، مەسىلەن كىرگۈزۈش توسالغۇسى ، نۆۋەتتىكى تەقسىمات ، پايدا ، ئۈنۈم ۋە رادىئاتسىيە ئەندىزىسى. 10-رەسىمدە (b) كاربون نانو سىلىندىرلىق ئانتېننانىڭ كىرگۈزۈش توسالغۇسى ۋە چاستوتىسى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەت كۆرسىتىلدى. 10-رەسىم (b) دىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، كىرگۈزۈش توسالغۇسىنىڭ تەسەۋۋۇر قىسمىدا يۇقىرى چاستوتا نۆل بولىدۇ. بۇ ئانتېننانىڭ ئوخشىمىغان چاستوتادا كۆپ خىل رېزونانىسقا ئېرىشەلەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. ئېنىقكى ، كاربون نانو سىفىرلىق ئانتېننا مەلۇم چاستوتا دائىرىسى (تۆۋەن THz چاستوتىسى) ئىچىدە رېزونانىسنى نامايەن قىلىدۇ ، ئەمما بۇ دائىرىنىڭ سىرتىغا پۈتۈنلەي ماسلىشالمايدۇ.
10-رەسىم (a) كاربون نانو سىپتا ئانتېننا. (2) كىرگۈزۈش توسالغۇ چاستوتىسى ئەگرى سىزىقى
2012-يىلى ، سامىر F. Mahmoud ۋە Ayed R. AlAjmi كاربون نانو قۇتىسىنى ئاساس قىلغان يېڭى تېراخېرت ئانتېننا قۇرۇلمىسىنى ئوتتۇرىغا قويدى ، بۇ قۇرۇلما بىر گۇرۇپپا كاربون نانو قۇتىسىدىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، ئىككى ئېلېكتر قەۋىتىگە ئورالغان. ئىچكى دىئېلېكترىك قەۋىتى دىئېلېكترىك كۆپۈك قەۋىتى ، تاشقى دىئېلېكترىك قەۋىتى بولسا مېتابولىزىم قەۋىتى. كونكرېت قۇرۇلما 11-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. سىناق قىلىش ئارقىلىق ، ئانتېننانىڭ رادىئاتسىيە ئىقتىدارى تاق تاملىق كاربون نانو قۇتىسىغا سېلىشتۇرغاندا ياخشىلاندى.
11-رەسىم كاربون نانو قۇتىسىنى ئاساس قىلغان يېڭى تېرېرتز ئانتېنناسى
يۇقىرىدا ئوتتۇرىغا قويۇلغان يېڭى ماتېرىيال تېراخېرت ئانتېنناسى ئاساسلىقى ئۈچ ئۆلچەملىك. ئانتېننانىڭ كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىنى ياخشىلاش ۋە ماس كېلىدىغان ئانتېننا ياساش ئۈچۈن ، پىلانلىق گرافېن ئانتېنناسى كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى. گرافېننىڭ ھەرىكەتچان ئۈزلۈكسىز كونترول قىلىش ئالاھىدىلىكى بار بولۇپ ، بىر تەرەپلىمىلىك توك بېسىمىنى تەڭشەش ئارقىلىق يەر يۈزى پلازمىسى ھاسىل قىلالايدۇ. يەر يۈزى پلازمىسى مۇسبەت دىئېلېكترىك تۇراقلىق تارماقلار (مەسىلەن Si ، SiO2 قاتارلىقلار) بىلەن مەنپىي دىئېلېكترىك تۇراقلىق تارماقلار (قىممەتلىك مېتال ، گرافېن قاتارلىقلار) نىڭ كۆرۈنمە يۈزىدە مەۋجۇت. قىممەتلىك مېتال ۋە گرافېن قاتارلىق ئۆتكۈزگۈچلەردە نۇرغۇن «ھەقسىز ئېلېكترون» بار. بۇ ھەقسىز ئېلېكترونلار پلازما دەپمۇ ئاتىلىدۇ. ئۆتكۈزگۈچتە ئۆزىگە خاس يوشۇرۇن ساھە بولغاچقا ، بۇ پىلازمىلار مۇقىم ھالەتتە بولۇپ ، تاشقى دۇنيانىڭ پاراكەندىچىلىكىگە ئۇچرىمايدۇ. ھادىسە ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنى ئېنىرگىيىسى بۇ پىلازمىلارغا قوشۇلغاندا ، پىلازما مۇقىم ھالەتتىن چەتنەپ كېتىدۇ. ئايلاندۇرۇلغاندىن كېيىن ، ئېلېكتر ماگنىت ھالىتى كۆرۈنمە يۈزىدە تەتۈر ماگنىت دولقۇنىنى شەكىللەندۈرىدۇ. Drude مودېلىنىڭ مېتال يۈزى پلازمىسىنىڭ تارقىلىش مۇناسىۋىتىنىڭ تەسۋىرىگە ئاساسلانغاندا ، مېتاللار تەبىئىي بوشلۇقتا ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنى بىلەن تەبىئىي ھالدا جۈپلىشىپ ئېنېرگىيەنى ئۆزگەرتەلمەيدۇ. يەر يۈزىدىكى پلازما دولقۇنىنى قوزغىتىش ئۈچۈن باشقا ماتېرىياللارنى ئىشلىتىش كېرەك. يەر يۈزى پلازما دولقۇنى مېتال ئاستى ئاستى كۆرۈنمە يۈزىنىڭ پاراللېل يۆنىلىشىدە تېز چىرىپ كېتىدۇ. مېتال ئۆتكۈزگۈچ يەر يۈزىگە ئۇدۇل يۆنىلىشتە ھەرىكەت قىلغاندا ، تېرە تەسىرى كۆرۈلىدۇ. ئېنىقكى ، ئانتېننانىڭ ھەجىمى كىچىك بولغاچقا ، يۇقىرى چاستوتا بەلبېغىدا تېرە تەسىرى بار ، بۇ ئانتېننا ئىقتىدارىنىڭ تېز تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ۋە تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ تەلىپىنى قاندۇرالمايدۇ. گرافېننىڭ يۈز پلازمىسى تېخىمۇ يۇقىرى باغلىنىش كۈچى ۋە تۆۋەن زىيانغا ئىگە بولۇپلا قالماي ، يەنە داۋاملىق توك تەڭشەشنى قوللايدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، گرافېننىڭ تېراخېرتز گۇرۇپپىسىدا مۇرەككەپ ئۆتكۈزۈشچانلىقى بار. شۇڭلاشقا ، ئاستا دولقۇننىڭ تارقىلىشى terahertz چاستوتىدىكى پلازما ھالىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. بۇ ئالاھىدىلىكلەر گرافېننىڭ تېرېرېرت بەلبېغىدىكى مېتال ماتېرىياللارنىڭ ئورنىنى ئېلىش مۇمكىنچىلىكىنى تولۇق كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
گرافېن يۈزىدىكى پىلازمىلارنىڭ قۇتۇپلىشىش ھەرىكىتىگە ئاساسەن ، 12-رەسىمدە يېڭى تىپتىكى بەلۋاغ ئانتېنناسى كۆرسىتىلدى ، ھەمدە گرافېندىكى پلازما دولقۇنىنىڭ تارقىلىش ئالاھىدىلىكىنىڭ بەلۋاغ شەكلى ئوتتۇرىغا قويۇلدى. تەڭشىگىلى بولىدىغان ئانتېننا بەلبېغىنىڭ لايىھىسى يېڭى ماتېرىيال تېرېرتز ئانتېنناسىنىڭ تارقىلىش ئالاھىدىلىكىنى تەتقىق قىلىشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى بىلەن تەمىنلەيدۇ.
12-رەسىم يېڭى بەلۋاغ ئانتېنناسى
گرافېن نانوپات تېراخېرت ئانتېنناسى بىرلىك يېڭى ماتېرىيال تېراخېرتز ئانتېننا ئېلېمېنتى ئۈستىدە ئىزدەنگەندىن باشقا ، يەنە تېراخېرت كۆپ كىرگۈزۈشچان كۆپ ئىقتىدارلىق ئانتېننا خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنى قۇرۇپ چىقىش ئۈچۈن لايىھىلەنگەن. ئانتېننا قۇرۇلمىسى 13-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. گرافېن نانوپېن ئانتېنناسىنىڭ ئۆزگىچە ئالاھىدىلىكىگە ئاساسەن ، ئانتېننا ئېلېمېنتلىرىنىڭ مىكرو مىقدارلىق ئۆلچىمى بار. خىمىيىلىك ھور چۆكمىسى نېپىز نىكېل قەۋىتىدىكى ئوخشىمىغان گرافېن رەسىملىرىنى بىۋاسىتە بىرىكتۈرۈپ ، ئۇلارنى ھەر قانداق ئاستىغا يۆتكىدى. مۇۋاپىق مىقداردىكى زاپچاسلارنى تاللاش ۋە ئېلېكتر سىستىمىلىق يان بېسىش بېسىمىنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق رادىئاتسىيە يۆنىلىشىنى ئۈنۈملۈك ئۆزگەرتكىلى ، سىستېمىنى قايتا تەڭشىگىلى بولىدۇ.
13-رەسىم Graphene nanopatch terahertz ئانتېننا گۇرۇپپىسى
يېڭى ماتېرىياللارنى تەتقىق قىلىش بىر قەدەر يېڭى يۆنىلىش. ماتېرىياللارنىڭ يېڭىلىنىشى ئەنئەنىۋى ئانتېننانىڭ چەكلىمىسىنى بۇزۇپ تاشلاپ ، قايتا تەڭشىگىلى بولىدىغان مېتا ماتېرىياللىرى ، ئىككى ئۆلچەملىك (2D) ماتېرىيال قاتارلىق ھەر خىل يېڭى ئانتېننالارنى تەرەققىي قىلدۇرىدۇ دەپ قارالماقتا ، قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ خىل ئانتېننا ئاساسلىقى يېڭى يېڭىلىق يارىتىشقا باغلىق. ماتېرىيال ۋە جەريان تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىي قىلىشى. قانداقلا بولۇشىدىن قەتئىينەزەر ، تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ تەرەققىياتى تېراخېرت ئانتېنناسىنىڭ يۇقىرى پايدا ، تۆۋەن تەننەرخ ۋە كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى تەلىپىگە ماسلىشىش ئۈچۈن ، يېڭىلىق يارىتىشچان ماتېرىيال ، ئېنىق پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى ۋە رومان لايىھىلەش قۇرۇلمىسىنى تەلەپ قىلىدۇ.
تۆۋەندىكىسى مېتال ئانتېننا ، دىئېلېكترىك ئانتېننا ۋە يېڭى ماتېرىيال ئانتېنناسىدىن ئىبارەت ئۈچ خىل تېرېرتز ئانتېنناسىنىڭ ئاساسلىق پرىنسىپلىرىنى تونۇشتۇرۇپ ، ئۇلارنىڭ پەرقى ۋە ئەۋزەللىكى ۋە كەمچىلىكىنى تەھلىل قىلدى.
1. مېتال ئانتېننا: گېئومېتىرىيە ئاددىي ، بىر تەرەپ قىلىش ئاسان ، تەننەرخى بىر قەدەر تۆۋەن ، قوشۇمچە ماتېرىياللارغا بولغان تەلىپى تۆۋەن. قانداقلا بولمىسۇن ، مېتال ئانتېننا مېخانىكىلىق ئۇسۇل ئارقىلىق خاتالىق كۆپ يۈز بېرىدىغان ئانتېننانىڭ ئورنىنى تەڭشەيدۇ. ئەگەر تەڭشەش توغرا بولمىسا ، ئانتېننانىڭ ئىقتىدارى زور دەرىجىدە تۆۋەنلەيدۇ. گەرچە مېتال ئانتېننانىڭ ھەجىمى كىچىك بولسىمۇ ، ئەمما تەكشى توك يولى بىلەن قۇراشتۇرۇش تەس.
2. دىئېلېكترىك ئانتېننا: دىئېلېكترىك ئانتېننانىڭ كىرگۈزۈش توسالغۇسى تۆۋەن ، توسالغۇنى تۆۋەن تەكشۈرگۈچ بىلەن ماسلىشىش ئاسان ، تەكشى توك يولى بىلەن ئۇلىنىش بىر قەدەر ئاددىي. دىئېلېكترىك ئانتېننانىڭ گېئومېتىرىيەلىك شەكلى كېپىنەك شەكلى ، قوش U شەكلى ، ئادەتتىكى لوگارىزىم شەكلى ۋە لوگارىزىم دەۋرىيلىك سىن شەكلىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، دىئېلېكترىك ئانتېننانىڭمۇ ئەجەللىك كەمچىلىكى بار ، يەنى قېلىن بالا ئاستىدىن پەيدا بولغان يەر يۈزى دولقۇنى تەسىرى. ھەل قىلىش چارىسى لىنزا يۈكلەپ ، دىئېلېكترىك تارماق ئېلېمېنتنى EBG قۇرۇلمىسىغا ئالماشتۇرۇش. ھەر ئىككى ھەل قىلىش چارىسى يېڭىلىق يارىتىش ۋە جەريان تېخنىكىسى ۋە ماتېرىياللىرىنى ئۈزلۈكسىز ياخشىلاشنى تەلەپ قىلىدۇ ، ئەمما ئۇلارنىڭ ئەلا ئىپادىسى (ھەممىلا يۆنىلىشلىك ۋە يەر يۈزى دولقۇنىنى بېسىش دېگەندەك) تېراخېرت ئانتېنناسى تەتقىقاتى ئۈچۈن يېڭى ئىدىيە بىلەن تەمىنلەيدۇ.
3. يېڭى ماتېرىياللار يېڭى ئىقتىدار بۆسۈش ھاسىل قىلالايدۇ ، ئەمما ئالدىنقى شەرت ماتېرىيال ئىلمىنىڭ يېڭىلىنىشى. ھازىر ، يېڭى ماتېرىيال ئانتېنناسى تەتقىقاتى يەنىلا ئىزدىنىش باسقۇچىدا ، نۇرغۇن ئاچقۇچلۇق تېخنىكىلار يېتەرلىك پىشىپ يېتىلمىدى.
خۇلاسىلەپ ئېيتقاندا ، لايىھىلەش تەلىپىگە ئاساسەن ئوخشىمىغان تىپتىكى تېراخېرت ئانتېننانى تاللاشقا بولىدۇ:
1) ئەگەر ئاددىي لايىھىلەش ۋە ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى تۆۋەن بولسا ، مېتال ئانتېننا تاللىغىلى بولىدۇ.
2) ئەگەر يۇقىرى بىرىكتۈرۈش ۋە تۆۋەن كىرگۈزۈش توسالغۇسى تەلەپ قىلىنسا ، دىئېلېكترىك ئانتېننا تاللىغىلى بولىدۇ.
3) ئەگەر ئىقتىدار جەھەتتە بۆسۈش ھاسىل قىلىشقا توغرا كەلسە ، يېڭى ماتېرىيال ئانتېنناسى تاللاشقا بولىدۇ.
يۇقارقى لايىھىلەرنىمۇ كونكرېت تەلەپكە ئاساسەن تەڭشىگىلى بولىدۇ. مەسىلەن ، ئىككى خىل ئانتېننا بىرلەشتۈرۈلۈپ تېخىمۇ كۆپ ئەۋزەللىككە ئېرىشكىلى بولىدۇ ، ئەمما قۇراشتۇرۇش ئۇسۇلى ۋە لايىھىلەش تېخنىكىسى چوقۇم تېخىمۇ قاتتىق تەلەپكە ماس كېلىشى كېرەك.
ئانتېننا ھەققىدىكى تەپسىلاتلارنى زىيارەت قىلىڭ:
يوللانغان ۋاقتى: 8-ئاۋغۇستتىن 02-ئاۋغۇستقىچە
