۱. پېژندنه
د راډیو فریکوینسي (RF) د انرژي راټولول (RFEH) او د راډیویی بې سیم بریښنا لیږد (WPT) د بیټرۍ څخه پاک دوامداره بې سیم شبکې ترلاسه کولو میتودونو په توګه خورا علاقه راجلب کړې. ریکټیناس د WPT او RFEH سیسټمونو اساس دی او بار ته سپارل شوي DC بریښنا باندې د پام وړ اغیزه لري. د ریکټینا د انتن عناصر په مستقیم ډول د حاصلاتو په موثریت اغیزه کوي، کوم چې کولی شي د راټول شوي ځواک اندازه د څو حکمونو سره توپیر وکړي. دا مقاله د انتن ډیزاین بیاکتنه کوي چې په WPT او محیطي RFEH غوښتنلیکونو کې ګمارل شوي. راپور شوي ریکټینا د دوه اصلي معیارونو سره سم طبقه بندي شوي: د انتن اصلاح کول د انتن بینډ ویت او د انتن تابکاری ځانګړتیاوې. د هر معیار لپاره، د مختلفو غوښتنلیکونو لپاره د وړتیا اندازه (FoM) ټاکل کیږي او په نسبي توګه بیاکتنه کیږي.
WPT د شلمې پیړۍ په پیل کې د ټیسلا لخوا وړاندیز شوی و چې د زرګونو هارس پاور لیږدولو میتود په توګه. د ریکټینا اصطالح، چې د RF بریښنا راټولولو لپاره د ریکټفایر سره وصل شوي انتن تشریح کوي، په 1950s کې د خلا مایکروویو بریښنا لیږد غوښتنلیکونو او د خپلواکو ډرونونو بریښنا لپاره راڅرګند شو. هر اړخیز، اوږد واټن WPT د تکثیر منځني (هوا) فزیکي ملکیتونو لخوا محدود دی. له همدې امله، سوداګریز WPT په عمده توګه د بې سیمه مصرف کونکي بریښنایی چارج کولو یا RFID لپاره نږدې ساحې ته غیر راډیویی بریښنا لیږد پورې محدود دی.
لکه څنګه چې د سیمیکمډکټر وسیلو او بې سیم سینسر نوډونو بریښنا مصرف کمیدو ته دوام ورکوي ، نو دا د بریښنا سینسر نوډونو لپاره د محیطي RFEH په کارولو یا د توزیع شوي ټیټ بریښنا هر اړخیز لیږدونکو په کارولو سره ډیر امکان لري. د الټرا ټیټ بریښنا بې سیم بریښنا سیسټمونه معمولا د RF استملاک مخکښ پای، د DC بریښنا او حافظې مدیریت، او د ټیټ بریښنا مایکرو پروسیسر او ټرانسیور لري.
شکل 1 د RFEH بې سیم نوډ جوړښت او په عام ډول راپور شوي د RF مخکښې پای پلي کول ښیې. د بې سیم بریښنا سیسټم له پای څخه تر پای پورې موثریت او د همغږي شوي بې سیم معلوماتو او بریښنا لیږد شبکې جوړښت د انفرادي اجزاو فعالیت پورې اړه لري ، لکه انتنونه ، ریکټیفیرونه ، او د بریښنا مدیریت سرکیټونه. د سیسټم د بیلابیلو برخو لپاره ډیری ادبي سروې ترسره شوي. جدول 1 د بریښنا د تبادلې مرحله لنډیز کوي، د اغیزمن بریښنا تبادلې لپاره کلیدي برخې، او د هرې برخې لپاره اړونده ادبي سروې. وروستي ادبیات د بریښنا تبادلې ټیکنالوژۍ، ریکټفایر ټوپولوژی، یا د شبکې خبرتیا RFEH باندې تمرکز کوي.
شکل 1
په هرصورت، د انتن ډیزاین په RFEH کې د یوې مهمې برخې په توګه نه ګڼل کیږي. که څه هم ځینې ادبیات د انتن بینډ ویت او موثریت د عمومي لید څخه یا د ځانګړي انتن ډیزاین لید لید څخه په پام کې نیسي ، لکه کوچني یا د اغوستلو وړ انتنونه ، د بریښنا استقبال او تبادلې موثریت باندې د ځانګړي انتن پیرامیټرو اغیزې په تفصیل سره ندي تحلیل شوي.
دا مقاله د معیاري ارتباطي انتن ډیزاین څخه د RFEH او WPT ځانګړي انتن ډیزاین ننګونو توپیر کولو هدف سره په ریکټیناس کې د انتن ډیزاین تخنیکونو بیاکتنه کوي. انتنونه د دوه لیدونو څخه پرتله کیږي: له پای څخه تر پای پورې د خنډ سره سمون او د وړانګو ځانګړتیاوې؛ په هر حالت کې، FoM په عصري (SoA) انتنونو کې پیژندل شوی او بیاکتنه کیږي.
2. Bandwidth او Matching: Non-50Ω RF شبکې
د 50Ω ځانګړتیا خنډ د مایکروویو انجینرۍ غوښتنلیکونو کې د توقیف او بریښنا ترمینځ جوړجاړي ته لومړني پام دی. په انتنونو کې، د خنډ بینډ ویت د فریکونسۍ حد په توګه تعریف شوی چیرې چې منعکس شوي ځواک له 10٪ څخه کم وي (S11< − 10 dB). څرنګه چې د ټیټ شور امپلیفیرونه (LNAs)، د بریښنا امپلیفیرونه، او کشف کونکي عموما د 50Ω ان پټ انپیډانس میچ سره ډیزاین شوي، د 50Ω سرچینه په دودیز ډول حواله کیږي.
په ریکټینا کې، د انتن محصول په مستقیم ډول ریکیفیر ته تغذیه کیږي، او د ډایډ غیر خطي والی د ان پټ انډول کې د لوی توپیر لامل کیږي، د ظرفیت اجزا حاکمیت سره. د 50Ω انتن په نظر کې نیولو سره، اصلي ننګونه د اضافي RF میچینګ شبکه ډیزاین کول دي ترڅو د ان پټ خنډ د ګټو په فریکونسۍ کې د ریکټفایر خنډ ته بدل کړي او د ځانګړي بریښنا کچې لپاره یې غوره کړي. په دې حالت کې، د پای څخه تر پای پورې د خنډ بینډ ویت ته اړتیا ده ترڅو د DC اغیزمن RF تبادله یقیني کړي. له همدې امله، که څه هم انتن کولی شي د دورې عناصرو یا د ځان بشپړونکي جیومیټري په کارولو سره په تیوریکي لحاظ لامحدود یا الټرا وایډ بینډ ویت ترلاسه کړي، د ریکټینا بینډ ویت به د ریکټفایر میچینګ شبکې لخوا خنډ شي.
د انتن او ریکټیفیر تر مینځ د انعکاس کمولو او د بریښنا لیږد اعظمي کولو له لارې د واحد بانډ او ملټي بینډ هارسټینګ یا WPT ترلاسه کولو لپاره ډیری ریکټینا ټوپولوژی وړاندیز شوي. شکل 2 د راپور شوي ریکټینا ټوپولوژی جوړښتونه ښیې چې د دوی د خنډ سره سمون لرونکي جوړښت لخوا طبقه بندي شوي. جدول 2 د هرې کټګورۍ لپاره د پای څخه تر پای بینډ ویت (په دې حالت کې، FoM) په اړه د لوړ فعالیت ریکټیناس مثالونه ښیې.
شکل 2 د ریکټینا ټوپولوژی د بینډ ویت او د خنډ سره د مطابقت له لید څخه. (a) د معیاري انتن سره واحد بانډ ریکټینا. (b) ملټي بانډ ریکټینا (د څو متقابلو جوړه شوي انتنونو څخه جوړ شوی) د یو ریکټفایر سره او د هر بډ سره مطابقت لرونکي شبکه. (c) د څو RF بندرونو سره د براډبنډ ریکټینا او د هر بډ لپاره جلا جلا شبکې. (d) د براډ بانډ ریکټینا د براډ بانډ انتن او د براډ بانډ میچینګ شبکې سره. (e) واحد بانډ ریکټینا د بریښنایی کوچني انتن په کارولو سره مستقیم ریکټیفیر سره مل کیږي. (f) واحد بانډ، د بریښنایی پلوه لوی انتن د پیچلي خنډ سره د ریکټفایر سره یوځای کولو لپاره. (g) د براډ بانډ ریکټینا د پیچلي خنډ سره د ریکټفایر سره د یو لړ فریکونسیو سره یوځای کولو لپاره.
پداسې حال کې چې د وقف شوي فیډ څخه WPT او محیطي RFEH د ریکټینا مختلف غوښتنلیکونه دي، د انتن، ریکټفایر او بار تر مینځ د پای څخه تر پای پورې مطابقت ترلاسه کول د بینډ ویت له لید څخه د لوړ بریښنا تبادلې موثریت (PCE) ترلاسه کولو لپاره بنسټیز دي. سره له دې، د WPT ریکټیناس د لوړ کیفیت فکتور میچنګ (لوست S11) په ترلاسه کولو باندې ډیر تمرکز کوي ترڅو د ځانګړي بریښنا کچې (ټاپولوژی a, e او f) کې د واحد بینډ PCE ښه کړي. د واحد بینډ WPT پراخه بینډ ویت د سیسټم معافیت د توقیف کولو ، تولیدي نیمګړتیاو او بسته کولو پرازیتونو ته وده ورکوي. له بلې خوا، RFEH ریکټیناس د ملټي بینډ عملیاتو ته لومړیتوب ورکوي او د topologies bd او g پورې اړه لري، ځکه چې د یو واحد بانډ د بریښنا سپیکٹرل کثافت (PSD) عموما ټیټ وي.
3. مستطیل انتن ډیزاین
1. واحد فریکونسی ریکټینا
د واحد فریکونسۍ ریکټینا (ټوپولوژي A) د انتن ډیزاین اساسا د معیاري انتن ډیزاین پراساس دی ، لکه خطي قطبي کول (LP) یا سرکلر پولرائزیشن (CP) د ځمکې په الوتکه کې د رادیاتي پیچ ، ډیپول انټینا او برعکس F انتن. د توپیر بینډ ریکټینا د DC ترکیب سرې پراساس دی چې د څو انتن واحدونو یا د ډیری پیچ واحدونو مخلوط DC او RF ترکیب سره ترتیب شوی.
څرنګه چې ډیری وړاندیز شوي انتنونه د واحد فریکونسۍ انتنونه دي او د واحد فریکونسۍ WPT اړتیاوې پوره کوي، کله چې د چاپیریال د څو فریکونسۍ RFEH په لټه کې وي، ډیری واحد فریکونسۍ انتنونه په څو اړخیزه ریکټیناس (ټوپولوژي B) کې د متقابل جوړه کولو فشار سره یوځای کیږي. د بریښنا مدیریت سرکټ وروسته د خپلواک DC ترکیب ترڅو دوی په بشپړ ډول له RF څخه جلا کړي د استملاک او تبادلې سرکټ. دا د هر بانډ لپاره ډیری بریښنا مدیریت سرکټونو ته اړتیا لري، کوم چې ممکن د بوسټ کنورټر موثریت کم کړي ځکه چې د یو واحد بینډ DC ځواک ټیټ دی.
2. ملټي بانډ او براډ بانډ RFEH انتنونه
د چاپیریال RFEH ډیری وختونه د څو بډ استملاک سره تړاو لري؛ له همدې امله، د معیاري انتن ډیزاینونو او میتودونو د بډ ویت د ښه کولو لپاره مختلف تخنیکونه وړاندیز شوي ترڅو د دوه ګوني بینډ یا بډ انتن سرې رامینځته کړي. پدې برخه کې، موږ د RFEHs لپاره د دودیز انتن ډیزاینونه بیاکتنه کوو، په بیله بیا د کلاسیک ملټي بینډ انتنونو سره چې د ریکټینا په توګه کارول کیدی شي.
د کوپلانر څپې لارښود (CPW) مونوپول انتنونه په ورته فریکونسۍ کې د مایکروسټریپ پیچ انتن په پرتله لږ ساحه نیسي او LP یا CP څپې تولیدوي، او ډیری وختونه د براډبنډ چاپیریال ریټینا لپاره کارول کیږي. د انعکاس الوتکې د انزوا زیاتولو او لاسته راوړنې ښه کولو لپاره کارول کیږي، په پایله کې د تابکاری نمونې د پیچ انتن سره ورته دي. سلاټ شوي کاپلانر ویو ګایډ انتنونه د څو فریکونسۍ بډونو لپاره د امپیډینس بینډ ویت ښه کولو لپاره کارول کیږي ، لکه 1.8-2.7 GHz یا 1-3 GHz. جوړه شوې سلاټ انتنونه او پیچ اینټینا هم په عام ډول د ملټي بینډ ریکټینا ډیزاینونو کې کارول کیږي. شکل 3 ځینې راپور شوي ملټي بینډ انتنونه ښیې چې له یو څخه ډیر بډ ویت ښه کولو تخنیک کاروي.
انځور 3
د انټینا ریکټفایر امپیډنس میچینګ
د 50Ω انتن سره یو غیر خطي ریکټیفیر سره یوځای کول ننګونه ده ځکه چې د دې د ننوتلو خنډ د فریکونسۍ سره خورا توپیر لري. په توپولوژیو A او B (شکل 2) کې، د مشترک میچ کولو شبکه د LC میچ ده چې د لوټ شوي عناصرو په کارولو سره؛ په هرصورت، اړونده بینډ ویت معمولا د ډیرو ارتباطي بډونو څخه ټیټ وي. د واحد بانډ سټب میچنګ عموما په مایکروویو او ملی میټر - څپې بډونو کې د 6 GHz څخه ښکته کارول کیږي ، او راپور شوي ملی میټر - څپې ریکټیناس په طبیعي ډول تنګ بینډ ویت لري ځکه چې د دوی PCE بینډ ویت د تولید هارمونیک فشار لخوا خنډ شوی ، کوم چې دوی په ځانګړي ډول د واحد لپاره مناسب کوي. band WPT غوښتنلیکونه په 24 GHz غیر جواز لرونکي بډ کې.
په توپولوژیو C او D کې ریکټیناس ډیر پیچلي مطابقت لرونکي شبکې لري. په بشپړ ډول توزیع شوي لاین میچینګ شبکې د براډ بانډ میچ کولو لپاره وړاندیز شوي ، د RF بلاک/DC شارټ سرکټ (پاس فلټر) سره په آوټ پوټ پورټ کې یا د ډیایډ هارمونیکونو لپاره د بیرته راستنیدو لارې په توګه د DC بلاک کولو کیپسیټر. د ریکټفایر اجزا د چاپ شوي سرکټ بورډ (PCB) انټر ډیجیټل کیپسیټرونو لخوا ځای په ځای کیدی شي ، کوم چې د سوداګریز بریښنایی ډیزاین اتومات وسیلو په کارولو سره ترکیب شوي. نورې راپور شوي د براډبنډ ریکټینا میچینګ شبکې د ټیټ فریکونسۍ سره د سمون لپاره لوپ شوي عناصر سره یوځای کوي او په ان پټ کې د RF لنډ رامینځته کولو لپاره توزیع شوي عناصر.
د سرچینې له لارې د بار لخوا لیدل شوي د انپټ خنډ توپیر کول (د سرچینې پل تخنیک په نوم پیژندل کیږي) د براډ بانډ ریکټفایر ډیزاین کولو لپاره کارول شوي چې د 57٪ اړونده بینډ ویت (1.25–2.25 GHz) او 10٪ لوړ PCE سره د لوټ شوي یا توزیع شوي سرکیټونو په پرتله . که څه هم د میچ کولو شبکې عموما د ټول 50Ω بینډ ویت کې د انتنونو سره میچ کولو لپاره ډیزاین شوي ، په ادبیاتو کې داسې راپورونه شتون لري چیرې چې براډبنډ انتنونه د تنگ بانډ ریکټیفیرونو سره وصل شوي.
د هایبرډ lumped-عنصر او توزیع شوي-عنصر میچنګ شبکې په پراخه کچه په C او D کې کارول شوي ، د لړۍ انډکټورونه او کپیسیټرونه ترټولو عام کارول شوي lumped عناصر دي. دا د پیچلو جوړښتونو څخه مخنیوی کوي لکه د انټر ډیجیټل کیپسیټرونو، کوم چې د معیاري مایکروسټریپ لاینونو په پرتله ډیر دقیق ماډلینګ او جوړونې ته اړتیا لري.
ریکیفیر ته د ننوتلو ځواک د ډایډ غیر خطي کیدو له امله د ننوتلو خنډ اغیزه کوي. له همدې امله، ریکټینا ډیزاین شوی ترڅو د ځانګړي ان پټ بریښنا کچې او بار خنډ لپاره PCE اعظمي کړي. څرنګه چې ډایډونه په عمده توګه د 3 GHz څخه کم فریکونسۍ کې د ظرفیت لوړ خنډ دي، د براډ بانډ ریکټینا چې د میچ کولو شبکې له مینځه وړي یا ساده میچینګ سرکیټونه کموي د Prf>0 dBm او پورته 1 GHz فریکونسۍ باندې تمرکز کوي، ځکه چې ډایډونه ټیټ ظرفیت لري او ښه مطابقت لري. انتن ته، په دې توګه د ډیزاین څخه ډډه کول انتنونه د 1,000Ω ان پټ عکس العمل سره.
د تطابق وړ یا د بیا تنظیم کولو وړ انډول میچنګ په CMOS ریکټیناس کې لیدل شوی ، چیرې چې د میچ کولو شبکه د چپ کیپیسیټر بانکونو او انډکټورونو څخه جوړه ده. جامد CMOS میچینګ شبکې هم د معیاري 50Ω انتنونو او همدارنګه د ګډ ډیزاین شوي لوپ انتنونو لپاره وړاندیز شوي. دا راپور ورکړل شوی چې غیر فعال CMOS بریښنا کشف کونکي د سویچونو کنټرول لپاره کارول کیږي چې د انتن محصول مختلف ریکټیفایرونو او میچینګ شبکو ته مستقیم بریښنا پورې اړه لري. د lumped tunable capacitors په کارولو سره د بیا تنظیم کولو وړ میچینګ شبکه وړاندیز شوې ، کوم چې د ویکتور شبکې تحلیل کونکي په کارولو سره د انپټ خنډ اندازه کولو پرمهال د ښی ټونینګ لخوا تنظیم شوی. د بیا تنظیم کولو وړ مایکروسټریپ میچینګ شبکو کې ، د ساحې اغیزې ټرانزیسټور سویچونه د دوه اړخیزه ځانګړتیاو ترلاسه کولو لپاره د میچنګ سټبونو تنظیم کولو لپاره کارول شوي.
د انتن په اړه د نورو معلوماتو لپاره، مهرباني وکړئ لیدنه وکړئ:
د پوسټ وخت: اګست-09-2024
