لين بن

(مدرسة جامعة شيامن تان كاه كي كلية العلوم وتكنولوجيا المعلومات، تشانغتشو، وفوجيان 363105)

جهاز لمتطلبات الأداء للتيراهيرتز THz للهوائي التكنولوجيا أعلى تحميل خلاق، هيكل كسورية، هياكل الكريستال الضوئية، هوائي ثنائي القطب والبولي ايثلين تيريفثاليت (PET) الركيزة فيلم مصممة من خلال الجمع بين هي محاكاة قمة تحميل كسورية الضوئية الكريستال تيراهيرتز هوائي النطاق، هوائي عينة أعدت، وخصائص فقدان عودة نمط الهوائي وقياسها، على التوالي، وناقش بالتفصيل المعلمات الركيزة عازلة تؤثر على الاداء الهوائي. تظهر المحاكاة واختبار النتائج أن الفقرة في المنطقة المجاورة للمركز تردد من THz للهوائي 1، وخسارة العودة هي أقل من قيمة الحد الأدنى من -20 ديسيبل، وعرض النطاق الترددي هو أكبر من مطلقة العمل 0.1 THz لل، والتشغيل النسبي عرض النطاق الترددي أكبر من 10. التي هوائي صغير الحجم، وأداء مستقر الإشعاع، عرض النطاق الترددي التشغيل كبير، لديها آفاق تطبيق واسع النطاق في الفرقة تيراهيرتز المجال.

تقنيات أعلى تحميل، هيكل كسورية؛ والتركيب البلوري الضوئية، هوائي ثنائي القطب، هوائي النطاق THz لل

CLC: TN821.4

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.02.007

شكل الاقتباس الصيني: لين بن الأعلى تحميل كسورية الضوئية الكريستال تيراهيرتز تصميم هوائي النطاق التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (2): 36-39.

الإنجليزية شكل الاقتباس: لين بن، تصميم تحميل أعلى كسورية الكريستال الضوئية تيراهيرتز waveband هوائي .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (2): 36-39.

0 مقدمة

تيراهيرتز (أ THZ) الموجة تردد أعلى من الميكروويف والموجات الضوئية الحمراء أدناه، 1 THz لل= 1012Hz. منذ عام 1980، وتكنولوجيا أشباه الموصلات مصغرة، تقنية الضوئيات فائق السرعة يتطور بسرعة، عالية الأداء مصدر موجة تيراهيرتز وجهاز كاشف نجحت في تطوير، جعلت التكنولوجيا تيراهيرتز تقدما كبيرا. THz للمعلومات الطيفية مادة غنية وعالية الدقة ، THz للفي الرصد البيئي حماية والتصوير والكشف والتشخيص، وعلم الفلك، وارتفاع سرعة النطاق العريض الاتصالات المتنقلة، وأجهزة المراقبة العسكرية يكون الطلب الكبير قيمة .

لا يمكن فصلها تطبيق موجة تيراهيرتز تيراهيرتز موجة الإرسال والاستقبال وسيلة، والأداء الرفيع هوائي تيراهيرتز أهمية للتطبيقات من موجة تيراهيرتز. THz للواسعة جهاز التطبيقات الميدانية، وتعمل في خطر أعلى من مجموعة متنوعة من البيئة القاسية لا يمكن التنبؤ بها، ويتطلب هوائي النطاق تيراهيرتز لديه خصائص ميكانيكية ممتازة، يمكن أن تحمل الأحماض والقواعد والزيوت والمذيبات الشائعة، في درجة حرارة عالية يمكن أن يكون والعمل في درجات حرارة منخفضة، وينبغي أن يكون THz للحجم هوائي صغير، التي يمكن أن تضمن في ملليمتر أو جهاز submillimeter تيراهيرتز حيث، وتردد وسط هوائي يجب أن تعمل في محيط 1 THz لل، ينبغي أن فقدان الحد الأدنى عودة أقل من -20 ديسيبل، وينبغي أن يكون عرض النطاق الترددي أكبر من مطلقة العمل 0.1 THz لل، وينبغي أن يكون عرض النطاق الترددي التشغيل النسبي أكبر من 10.

في السنوات الأخيرة، وضعت العلماء المحليين والأجانب بنجاح عددا من هوائي تيراهيرتز الموجات. جامعة شيان فريق البحث تقنية باستخدام هوائي الركيزة عازلة في التركيب البلوري الضوئية، ونجحت في تصميم نمط وعودة الخصائص فقدان وأفضل تيراهيرتز هوائي ، جامعة العاصمة عادي واستخدم فريق البحث مستطيل طريقة الدليل الموجي الجانب الضيق شق مائل مفتوحة، وتصميم هوائي التصوير تيراهيرتز المسح يمكن استخدامها ل، جامعة شيفيلد فريق بحث تطوير ثنائية الأبعاد الضوئية فجوة وجود تيراهيرتز مزدوج حتى القطب الهوائي، لتحقيق مقاومة مدخلات عالية تيراهيرتز تصميم الهوائي ، فوجيتسو رقاقة تكنولوجيا التعبئة والتغليف مستوى مروحة من المختبري، تصميم هوائي متكاملة تيراهيرتز تحقيق التصغير للهوائي تيراهيرتز . THz للتصميم الهوائي المذكورة أعلاه تحقيق أداء التصغير، وفقدان العودة بنجاح أفضل، ولكن تردد التشغيل الهوائي منخفضة نسبيا، فقط 0.1 ~ 0.5 THz لل، لم يبلغ 1 THz لل، THz للعرض النطاق الترددي التشغيل المذكور الهوائي صغيرة الانتماء إلى هوائي الضيق، تم الإبلاغ عن عملية واسعة النطاق نسبيا العمل مع أكثر من 10 من الهوائي تيراهيرتز. في حين باستخدام تقنية رأس التحميل، وهيكل كسورية، لم يتم الإبلاغ عن تصميم الهوائي تيراهيرتز التركيب البلوري الضوئية.

حمولة نظرة عامة الفني

أعلى تقنية التحميل هو هوائي المشترك لتحسين الكفاءة وخفض حجم الفعال للهوائي طريقة . في الجزء العلوي من الهوائي العلوي تحميل يقترن مع حمولة وجود السعة الكبيرة الموزعة، استخدام تكوين رأس التحميل والسعة وزعت من الجزء العلوي من هوائي يمكن أن يكون معادلا لفترة من خط نقل مفتوحة، يتم فرضه على طول ما يعادل خط نقل لطول الأصلي للهوائي، بحيث الهوائي وقد تم تمديد مدة العمل. في الجزء العلوي من هوائي بحجم صغير يقترن تحميل بالسعة، يمكن أن يكون أي ما يعادل طول العمل لمدة أطول من الهوائي المستخدمة. الكرة القرص تحميل تحميل، تحميل والأوراق الإشعاع أخرى فعالة أعلى التحميل.

2 كسورية الضوئية الشخصي التركيب البلوري

ويتكون هيكل الكريستال الضوئية وسيط بصري جديد ترتيب دوري في المواد في وسيلة أخرى، وفترة تغيير ترتيب الطول الموجي للضوء. ولم تستخدم الكريستال الضوئية على نطاق واسع، والتي مع عملية الإنتاج تطالب بها ذات الصلة. ترتيب نفسه من حجم هيكل الدوري الضوئية الكريستال الموافق الطول الموجي للموجات الكهرومغناطيسية. الأشعة تحت الحمراء ضوء هيكل الضوئية وضوح الشمس، التي هي دقيقة لحجم الاحتياجات ميكرومتر، وإنتاج الصعب. الميكروويف هيكل عصابة من الكريستال الضوئية، الأمر الذي يتطلب دقيقة فقط لحجم ترتيب سم، نسبيا سهلة لتصنيع، ولكن بحجم أكبر يجعل من الصعب على تصغير، يحد من تطبيقاتها. وموسط موجة تيراهيرتز بين العصابات اثنين، أصغر THz للالبعد هيكل الضوئية وضوح الشمس، فمن الممكن للتكيف مع متطلبات جهاز تيراهيرتز التصغير، التي هي دقيقة لعملية الإنتاج الحالية متطلبات حجم submillimeter يمكن تحقيق هذه الدقة، هذه المعرض إنتاج THz للهيكل الضوئية الكريستال على أساس الجهاز ممكنة.

الضوئية الكريستال فجوة الضوئية يمكن أن تتولد كليا أو جزئيا عرقلة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية. عند استخدام التركيب البلوري الضوئية في تصميم الهوائي، وتصميم دقيق، بما يسمح للالكريستال الضوئية إنتاج ثابت التردد المركزي عمل الضوئية تردد فجوة الهوائي، عندما الطاقة ذات فجوة الحزمة الضوئية اعتقال جزئيا الهوائي في إشعاع التردد مركز العمل الأصلي، بحيث تشتت الطاقة إلى جوار تردد الإشعاع، وبالتالي زيادة النطاق الترددي للطاقة إشعاع الهوائي، وزيادة عرض النطاق الترددي التشغيل الهوائي.

للجهاز للعمل في الفرقة تيراهيرتز، لتحقيق عملية واسعة النطاق هي واحدة من متطلبات التصميم الرئيسية، والتكنولوجيا كسورية هو بلا شك وسيلة فعالة لتلبية هذا المطلب. نحن تصميم هيكل كسورية يمكن أن تكون مصغرة على نحو فعال، الفرقة واسعة جهاز تشغيل .

هيكل كسورية من التركيب البلوري الضوئية في الجمع، تم تصميم كل من هيكل الدوري الكريستال الضوئية كبنية كسورية، وضوح الشمس الضوئية ويمكن الحصول على بنية كسورية، الذي يجمع بين مزايا كل من، مع خصائص التشغيل واسع النطاق ممتازة.

3 تحميل تصميم الضوئية الكريستال هوائي كسورية

كما المستخدمة هنا في تصميم البولي اثيلين البولي (البولي ايثيلين تيريفثاليت، PET) فيلم الركيزة المواد المصفوفة كهوائي، بنية الهوائي قد تضمن مقاومة للنفط، ومقاومة للحامض، ومقاومة القلويات، ومقاومة لمعظم المذيبات، ويمكن أن يكون هوائي درجات حرارة تتراوح بين -70 ~ 150 العمل العادي، وارتفاع وانخفاض درجة الحرارة له تأثير يذكر على الخواص الميكانيكية.

السماحية النسبية فيلم الركيزة 4، شكل مستطيل، وحجم هو 80 ميكرومتر 40 ميكرون، بسمك 10 ميكرون. تتكون في هوائي المطبوعة يشع بقع المطبوعة ركائز وفيلم إيجابي كسورية هيكل الضوئية وضوح الشمس من السطح الخلفي للفيلم الركيزة.

هوائي يشع التصحيح هو مبين في الشكل (1). البنية الأساسية من التصحيح يشع هو هوائي ثنائي القطب، هوائي ثنائي القطب جانب إلى أعلى الحمل سقف كهيكل الكريستال الضوئية، وهيكل المسام تم الحصول عليها باستخدام السعة الكبيرة التي وزعت، وزيادة طول العمل الفعال للهوائي ثنائي القطب .

الأسلحة ثنائي القطب من حجم 16 ميكرون 8 ميكرون من ذراع معدنية يشع وحجم 24 ميكرون 40 ميكرون أعلى تحميل هيكل الضوئية وضوح الشمس. وينقسم تحميل أعلى التركيب البلوري الضوئية إلى خمسة صفوف وثلاثة منطقة صغيرة مربعة 15، وحجم كل منطقة صغيرة مربعة و8 ميكرون 8 ميكرون، وسط كل منطقة صغيرة هو مربع وجود حجم 4 ميكرون 4m فتح مربع حفرة، ومحيط كل منطقة صغيرة هو منطقة إشعاع المعادن مربع.

كسورية التركيب البلوري الضوئية هو مبين في الشكل 2، الذي يتكون من صفين وثلاثة أعمدة ما مجموعه ستة الدرجة الثانية كانتور المعادن كسورية تكوين التصحيح، حجم كل خطوة 2 كانتور التصحيح المعادن كسورية هو 16 ميكرومتر 16 ميكرون. بعد استخدام كسورية مجموعة المعدنية هيكل الضوئية وضوح الشمس، يمتص هوائي التصحيح إشعاع جزء من الإشعاع من قبل مجموعة المعادن، والإشعاع الثانوي متحمس، الإشعاع الابتدائي والثانوي الإشعاع مع تراكب، ويمكن تحسين كثافة إشعاع الهوائي، في حين وضوح الشمس الضوئية كسورية سوف هيكل زيادة كبيرة في عرض النطاق الترددي التي تعمل من الهوائي.

4 هوائي محاكاة أداء الإشعاع وتحليل

4.1 هوائي محاكاة أداء الإشعاع

في هذه الورقة، ومحاكاة أداء إشعاع الهوائي باستخدام أسلوب نطاق الفارق الزمني محدود، فإن النتائج هو مبين في الشكل (3).

(A) يتضح من الشكل 3، وتواتر مركز العمل الهوائي الفرعي 1.00 THz لل، وفقدان الحد الأدنى الإرجاع -31.61 ديسيبل، والفرقة التشغيل الهوائي في حدود 0.917 ~ 1.052 THz لل، عرض النطاق الترددي التشغيل المطلق من 0.135 THz لل، عرض النطاق الترددي التشغيل النسبي 13.5. (B) يتضح من الشكل 3، H، وسطح E-الطائرة من الفقرة نمط الهوائي يمكن تغطي بشكل فعال أكثر من 280 درجة نطاق الزاوي، الهوائي وجود خاصية الإشعاع احادي. وتشير نتائج المحاكاة التي يمكن تلبية الطلب على جهاز تيراهيرتز الهوائي قبل أداء متطلبات الهوائي.

4.2 الآثار على معايير الأداء فيلم هوائي الركيزة

في عملية الإنتاج الفعلية للهوائي، بسبب عملية التصنيع المختلفة، فإن السماحية النسبي r تغيير الركيزة الفيلم، على مناقشة مفصلة لهذه التغييرات تؤثر على الأداء عند احتياجات الهوائي. عقد الركيزة الفيلم وجود سمك 10 ميكرون تحت دون تغيير عن طريق تغيير قيمة الركيزة فيلم r، سلسلة من نتائج المحاكاة هو مبين في الشكل.

4 يظهر أنه عندما r4 عندما، مع انخفاض ثابت العزل الكهربائي النسبي، وقيمة الحد الأدنى للخسارة عودة الهوائي يصبح أصغر تدريجيا، وزيادة تدريجيا عرض النطاق الترددي التشغيل الهوائي. هذا هو لأنه عندما يتم تخفيض ثابت العزل الكهربائي، عامل الجودة للهوائي يقلل، والحد من الطاقة المخزونة من الهوائي، الهوائي سيكون المزيد من الطاقة للإشعاع، وبالتالي زيادة عرض النطاق الترددي التشغيل الهوائي. لذلك، يتم تقليل الركيزة فيلم المناسبة ثابت العزل الكهربائي النسبي يمكن أن تحسن أداء الهوائي.

ومع ذلك، عندما يتم تخفيض كبير ثابت العزل الكهربائي النسبي (ص < 4)، واصلت لتقليل ثابت العزل الكهربائي النسبي سيؤدي إلى فقدان الحد الأدنى من عودة الهوائي يصبح أكبر، وعرض النطاق الترددي التشغيل الهوائي يصبح أصغر تدريجيا، مشيرا إلى أنه عندما ثابت العزل الكهربائي النسبي تغير كثيرا، ومطابقة للهوائي يمكن تدمير فإن أداء إشعاع الهوائي وأداء عرض النطاق الترددي تتدهور.

هوائي أداء اختبار عينة 5

اعتمادا على تصميم الموصوفة سابقا، وذلك باستخدام عملية الاخرق المغناطيسية لإنتاج هوائي عينة، هوائي أداء الإشعاع وتم اختبار عينات الفعلية، فإن النتائج هو مبين في الشكل.

قارن التين. (5) ويبين الشكل 3 أن النتائج التجريبية ونتائج المحاكاة أداء الإشعاع مماثل من الهوائي. وقد اظهرت النتائج، وتواتر مركز العمل الهوائي الفرعي 0.98 THz لل، وفقدان الحد الأدنى الإرجاع -28.08 ديسيبل، والفرقة التشغيل الهوائي في حدود 0.925 ~ 1.043 THz لل، عرض النطاق الترددي التشغيل المطلق من 0.118 THz لل، عرض النطاق الترددي التشغيل النسبي 12.04، والذي H-طائرة ونماذج نمط طائرة E العثور هوائي وجود خاصية الإشعاع احادي.

6. الاستنتاجات

ورقة تيراهيرتز هوائي متطلبات أداء الجهاز، واستخدام الخصائص الفيزيائية والكيميائية ومستقرة جدا، خصائص ميكانيكية عالية والتآكل، جيدة جدا خصائص درجة حرارة منخفضة للفيلم PET كمادة الركيزة الركيزة الهوائي، وتقنية رأس التحميل، وهيكل كسورية، وضوح الشمس الضوئية هيكلة معا، وأعلى تحميل تصميم الكريستال الضوئية كسورية هوائي THz لل. تمت محاكاة أداء الهوائي الورق باستخدام طريقة نطاق محدود فارق التوقيت، قدم أداء الهوائي مع تغيير ركيزة فيلم مناقشة مفصلة من المعلمات، مما يجعل عينات الهوائي، والاختبار الفعلي. هذا الهوائي الفقرة لديه خصائص ميكانيكية ممتازة، يمكن أن تعمل في درجة حرارة تتراوح من -70 ~ 150 . هوائي حجم صغير، وفقط 80 ميكرون 40 ميكرومتر 10 ميكرون، يمكن وضعها في مختلف الأجهزة الدقيقة في THz لل. مركز تردد عمل القسم الهوائي 0.98 THz لل، والحد الأدنى فقدان عودة الهوائي يصل إلى -28.08 ديسيبل، وهو عرض النطاق الترددي هوائي 0.118 THz لل، وأدوات عمل واسع النطاق THz للهوائي. هذا الهوائي الفقرة والأداء الإشعاع جيدة، ومزايا النطاق الترددي العالي للعمل مع التكرار أداء كبير، يمكن أن تعمل في مجموعة متنوعة من البيئات القاسية لا يمكن التنبؤ بها، فإنه من المتوقع أن يتم استخدامها على نطاق واسع في جهاز الموجات تيراهيرتز.

مراجع

وو شاو، لي Lintao، شينغ، وآخرون تيراهيرتز الجهاز والتطورات التكنولوجية سحابة التكنولوجيا البصرية، 2016،48 (1): 7-13.

تقدم تكنولوجيا الكشف الطيفية البحوث منغوليا دونغ بنغ شياو يو، ما شياو، الخ فائقة الاتساع تيراهيرتز الوقت المجال التحليل الطيفي والتحليل الطيفي، 2016،36 (5): 1277-1283.

يانغ لى شيه يان هوا، دينغ يوان مينغ، وآخرون al.Study من الاهتزاز تكنولوجيا التعويض على أساس نظام الاتصالات THz لل .ICIC عبر رسائل، 2013،4 (2): 491-496.

لى بن والتكنولوجيا تشن يبينغ THz للللأبحاث كشف التلوث الزراعة الدقيقة لاستكشاف الأشعة تحت الحمراء والليزر الهندسية، 2016،45 (4): 61-67.

تطوير جديد تشو، هو شوان والمنتجات وانغ، الخ التكنولوجيا THz للتصوير لحرق الكشف عن مجلة الهندسة الطبية الحيوية، 2016،33 (1): 184-187.

حسن عثمان GKM، حبيب MS، الرزاق SMA، وآخرون فقدان al.Low طريقة واحدة يسهل اختراقها النواة kagome الضوئية الألياف وضوح الشمس لتوجيه موجة THz لل .Journal تقنية الخفيفه، 2015،33 (19): 4027-4031.

شيا Zuxue، ليو Falin، تشن Junxue، وآخرون al.Impact هيكل هوائي ثنائي القطب ضوئية على خصائص الإشعاع THz لل .Infrared وهندسة الليزر، 2015،44 (8): 2429-2434.

وانغ لي لي، وانغ شو هاي. رواية الضوئية الكريستال الركيزة تصميم الهوائي THz لل الحواسيب الصغيرة والتطبيق، 2015،34 (23): 69-72.

Wanghan تشى، ليو شين، أسرة تانغ وغيرها والتي يمكن استخدامها تيراهيرتز هوائي المسح التصوير بصري التكنولوجيا، 2015،35 (7): 140-145.

يين Wenfei، خماس SK، هوغ RA.High المقاومة مدخلات تيراهيرتز ثنائي القطب هوائي مع طبقة فجوة الضوئية عزل .EuCAP عام 2016، دافوس، سويسرا: IEEE الصحافة، 2016: 1-3.

إيشيباشي D، SASAKI S، ISHIZUKI Y، وآخرون al.Integrated هيكل وحدة من حزمة مستوى رقاقة مروحة من اصل لتيراهيرتز هوائي .ECTC 2015، سان دييغو، الولايات المتحدة الأمريكية: IEEE الصحافة، عام 2015: 1084-1089.

ترينه-VAN S، K HWANG C.Miniaturised النطاق العريض محملة أعلى مستو احتكار هوائي مع الأكمام ترميز ثنائي .Electronics رسائل، 2015،51 (13): 968-970.

SHRIVISHAL T، أخيليش M، multinotched سانديب Y.A مثمنة الشكل هوائي UWB كسورية .Microwave والبصرية خطابات التكنولوجيا، 2014،56 (11): 2469-2473.

كومار C Y، B كومار S.Modified sierpinski هوائي كسورية مربع تغطي تطبيق الفرقة واسعة جدا مع خصائص الفرقة الدرجة الأولى .IET ميكروويف، والهوائيات والانتشار، 2014،8 (7): 506-512.