معرفی آنتن های بازآرایی پذیر

[Mehdi.Aref 26,774]

آنتن های بازآرایی پذیر (Reconfigurable) دسته ای از آنتن ها هستند که می توانند ویژگی های خود را بر اساس نیاز تغییر داده یا بازآرایی کنند.

 

این آنتن ها از مدتها پیش وجود داشته اند و تاریخچه بسیار غنی و متنوعی از تحقیقات و طراحی ها را به خود دیده اند . مفهوم آنتن قابل بازآرایی برای نخستین بار در سال 1983 طی یک ثبت اختراع در کشور ایالات متحده امریکا مطرح گردید . اولین نمونه های طراحی آنتن های قابل بازآرایی به دهه 1990 برمی گردد. در سال 1999، آژانس پروژه های پیشرفته تحقیقاتی دفاعی ایالات متحده (DARPA) پروژه «برنامه روزنه بازآرایی پذیر (RECAP)» را شروع نمود که در آن دوازده دانشگاه، مرکز تحقیقاتی و شرکت معتبر شرکت داشتند. در دهه اخیر با رشد فن آوری های سوئیچ های الکترونیکی مانند RF MEMS ها، که عملکرد بسیار خطی، مصرف توان و تلف پایین دارند و به خوبی قابل یکپارچه سازی با قطعات آنتن می باشند، پژوهش روی آنتن های بازآرایی پذیر بسیار گسترش یافته است.

کاربردهای مختلف مخابرات بی سیم به باندهای فرکانسی مختلف با انواع مختلف مشخصه های تشعشعی و قطبیدگی نیاز دارند. به طور معمول می توان با طراحی آنتن های مختلف این نیاز را برطرف کرد، ولی از لحاظ عملی اندازه فیزیکی سیستم اجازه طراحی آنتن های مجزا برای هر کاربرد را نمی دهد. همچنین تداخل الکترومغناطیسی ناشی از تزویج بین آنتن ها، عملکرد سیستم به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین طراحی آنتن های بازآرایی پذیر که بتواند مشخصه های کاری متعددی مانند باندهای فرکانسی، قطبیدگی و تشعشع را در یک آنتن یکپارچه سازند، یک حوزه تحقیقاتی نوآورانه به روی پژوهشگران و مهندسان آنتن گشوده است. از سوی دیگر، می توان از ویژگیهای قابل بازآرایی این آنتن ها به عنوان درجات آزادی اضافی در سیستمهای وفقی استفاده نمود. به ویژه، نشان داده شده است که یک سیستم مخابراتی بی سیم چند ورودی–چند خروجی (MIMO) وفقی مجهز به آنتن قابل بازآرایی می تواند بهره هایی تا مقدار dB 30 در مقایسه با سیستمهای معمولی MIMO با آنتن های ثابت، فراهم نماید.

آنتن های قابل بازآرایی در کاربردهای مختلفی شامل وسیله های بی سیم چندکاره، سیستم های MIMO، فراپهن باند(UWB) و مخابرات امن ضد جمینگ قابل استفاده می باشند. آنتن با الگوی تشعشعی بازآرایی پذیر، جایگزینی برای آرایه فازی می باشد. به ویژه، یک آنتن با الگوی تشعشعی بازآرایی پذیر می تواند در سیستم های پخش دیجیتال چند رسانه ای (DMB)، شناسایی با فرکانس رادیویی (RFID)، یا سیستم های وفقی آنتن هوشمند به کار برده شود . آنتن های با فرکانس بازآرایی پذیر جایگزین مناسبی برای آنتن های چندباندی یا باند گسترده می باشند.

آنتن های بازآرایی پذیر اخیراً در سیستم های MIMO مورد توجه قرار گرفته اند. این سیستم ها در هر دو سمت فرستنده و گیرنده از چندین آنتن برای افزایش ظرفیت ارتباطی استفاده می کنند. هرچه تعداد آنتن ها بیشتر باشد، افزایش بیشتری در ظرفیت حاصل می شود. اما ویژگی های تشعشعی آنتن ها نیز اثر مهمی روی ظرفیت کانال دارد. الگوهای آنتنی که همبستگی پایین سیگنال بین عناصر تشعشع کننده داشته باشند، برای ظرفیت بالای کانال مناسب می باشند. از سوی دیگر، چون کانال ایستان نمی باشد، بهتر است که هر آنتن سیستم MIMO بتواند بین الگوهای تشعشعی مختلف سوئیچ کند تا ظرفیت کانال به طور بی درنگبهینه شود. درنتیجه، یک آنتن بازآزایی پذیر که به عنوان یک عنصر تشعشع کننده به کار برده شود، می تواند درجات آزادی اضافی برای سیستم های MIMO وفقی فراهم سازد.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام