۱. پېژندنه
د راډیو فریکونسي (RF) انرژي راټولول (RFEH) او د وړانګو بېسیم بریښنا لیږد (WPT) د بیټرۍ څخه پاک دوامداره بېسیم شبکو ترلاسه کولو لپاره د میتودونو په توګه خورا لیوالتیا راجلب کړې. ریکټینینا د WPT او RFEH سیسټمونو بنسټ ډبره ده او بار ته د DC بریښنا رسولو باندې د پام وړ اغیزه لري. د ریکټینینا انټینا عناصر په مستقیم ډول د حاصلاتو موثریت اغیزه کوي، کوم چې کولی شي د حاصلاتو بریښنا د اندازې په څو ترتیبونو سره توپیر ولري. دا مقاله د WPT او محیطي RFEH غوښتنلیکونو کې کارول شوي انټینا ډیزاینونه بیاکتنه کوي. راپور شوي ریکټینینا د دوه اصلي معیارونو سره سم طبقه بندي شوي: د انټینا اصلاح کونکي امپیډینس بینډ ویت او د انټینا د وړانګو ځانګړتیاوې. د هر معیار لپاره، د مختلفو غوښتنلیکونو لپاره د وړتیا ارقام (FoM) په پرتله ایز ډول ټاکل کیږي او بیاکتنه کیږي.
WPT د شلمې پیړۍ په لومړیو کې د زرګونو هارس پاور لیږدولو لپاره د یوې طریقې په توګه د ټیسلا لخوا وړاندیز شوی و. د ریکټینا اصطلاح، چې د RF بریښنا راټولولو لپاره د ریکټیفیر سره وصل انټینا تشریح کوي، په 1950 لسیزه کې د فضا مایکروویو بریښنا لیږد غوښتنلیکونو او د خودمختار 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 بېسیم مصرف کونکي الیکترونیک چارج کولو یا RFID لپاره نږدې ساحې غیر وړانګو بریښنا لیږد پورې محدود دی.
لکه څنګه چې د سیمیکمډکټر وسیلو او بېسیم سینسر نوډونو د بریښنا مصرف کمیږي، نو دا د سینسر نوډونو ته د محیطي RFEH یا ویشل شوي ټیټ بریښنا هر اړخیز لیږدونکو په کارولو سره بریښنا ورکول ډیر ممکن کیږي. د الټرا ټیټ بریښنا بېسیم بریښنا سیسټمونه معمولا د RF استملاک مخکینۍ پای، DC بریښنا او حافظې مدیریت، او د ټیټ بریښنا مایکرو پروسیسر او ټرانسیور څخه جوړ وي.
شکل ۱ د RFEH بېسیم نوډ جوړښت او په عمومي ډول راپور شوي RF مخکینۍ پای پلي کول ښیي. د بېسیم بریښنا سیسټم له پای څخه تر پایه موثریت او د همغږي شوي بېسیم معلوماتو او بریښنا لیږد شبکې جوړښت د انفرادي برخو فعالیت پورې اړه لري، لکه انټینا، ریکټیفیرونه، او د بریښنا مدیریت سرکټونه. د سیسټم د مختلفو برخو لپاره ډیری ادبی سروې ترسره شوي. جدول ۱ د بریښنا د تبادلې مرحله، د اغیزمن بریښنا تبادلې لپاره کلیدي برخې، او د هرې برخې لپاره اړونده ادبی سروې لنډیز کوي. وروستي ادبیات د بریښنا تبادلې ټیکنالوژۍ، ریکټیفیر ټوپولوژیو، یا د شبکې څخه خبر RFEH تمرکز کوي.
انځور ۱
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 څخه په پام کې نیسي، لکه کوچني یا اغوستلو وړ انتنونه، د بریښنا استقبال او تبادلې موثریت باندې د ځینې انتن پیرامیټرو اغیز په تفصیل سره نه تحلیل کیږي.
دا مقاله په ریکټنا کې د انټینا ډیزاین تخنیکونو بیاکتنه کوي چې هدف یې د معیاري مخابراتو انټینا ډیزاین څخه د RFEH او WPT ځانګړي انټینا ډیزاین ننګونې توپیر کول دي. انټینا د دوه لیدونو څخه پرتله کیږي: د پای څخه تر پایه د امپیډنس مطابقت او د وړانګو ځانګړتیاوې؛ په هر حالت کې، FoM په عصري (SoA) انټینا کې پیژندل کیږي او بیاکتنه کیږي.
2. بینډ ویت او مطابقت: غیر 50Ω RF شبکې
د 50Ω ځانګړتیا لرونکی امپیډینس د مایکروویو انجینرۍ غوښتنلیکونو کې د کمښت او بریښنا ترمنځ د جوړجاړي لومړنی غور دی. په انتنونو کې، د امپیډینس بینډ ویت د فریکونسۍ رینج په توګه تعریف شوی چیرې چې منعکس شوی بریښنا له 10٪ څخه کم وي (S11< − 10 dB). څرنګه چې د ټیټ شور امپیډینس (LNAs)، د بریښنا امپیډینس، او کشف کونکي معمولا د 50Ω ان پټ امپیډینس میچ سره ډیزاین شوي، د 50Ω سرچینه په دودیز ډول حواله کیږي.
په ریکټینا کې، د انتن محصول په مستقیم ډول ریکټیفیر ته ورکول کیږي، او د ډایډ غیر خطي والی د ان پټ امپیډینس کې لوی توپیر رامینځته کوي، چې د کیپسیټیو اجزا غالب وي. د 50Ω انتن فرض کول، اصلي ننګونه دا ده چې د RF اضافي میچینګ شبکه ډیزاین کړئ ترڅو د ان پټ امپیډینس د سود فریکونسۍ کې د ریکټیفیر امپیډینس ته بدل کړي او د ځانګړي بریښنا کچې لپاره یې غوره کړي. پدې حالت کې، د پای څخه تر پای امپیډینس بینډ ویت ته اړتیا ده ترڅو د RF څخه DC ته د اغیزمن بدلون ډاډ ترلاسه شي. له همدې امله، که څه هم انتن کولی شي په تیوري کې د دوراني عناصرو یا ځان بشپړونکي جیومیټري په کارولو سره لامحدود یا الټرا وایډ بینډ ویت ترلاسه کړي، د ریکټینا بینډ ویت به د ریکټیفیر میچینګ شبکې لخوا خنډ شي.
د انتن او ریکټیفیر ترمنځ د انعکاس کمولو او د بریښنا لیږد اعظمي کولو سره د واحد بینډ او څو بینډ راټولولو یا WPT ترلاسه کولو لپاره ډیری ریکټینا ټوپولوژی وړاندیز شوي. شکل 2 د راپور شوي ریکټینا ټوپولوژیو جوړښتونه ښیې، چې د دوی د امپیډینس میچینګ جوړښت لخوا طبقه بندي شوي. جدول 2 د هرې کټګورۍ لپاره د پای څخه تر پایه بینډ ویت (په دې حالت کې، FoM) په اړه د لوړ فعالیت ریکټینا مثالونه ښیې.
شکل ۲ د بینډ ویت او امپیډینس میچنګ له نظره د ریکټینا ټوپولوژي. (a) د معیاري انټینا سره واحد بینډ ریکټینا. (b) ملټي بینډ ریکټینا (د څو متقابلو تړل شویو انټیناونو څخه جوړه شوې) د یو ریکټیفیر او په هر بینډ کې د میچنګ شبکې سره. (c) د هر بینډ لپاره د څو RF پورټونو او جلا میچنګ شبکو سره براډبینډ ریکټینا. (d) د براډبینډ ریکټینا د براډبینډ انټینا او براډبینډ میچنګ شبکو سره. (e) د بریښنایی پلوه کوچني انټینا په کارولو سره واحد بینډ ریکټینا چې مستقیم د ریکټیفیر سره سمون لري. (f) واحد بینډ، بریښنایی پلوه لوی انټینا د پیچلي امپیډینس سره چې د ریکټیفیر سره یوځای کیږي. (g) د پیچلي امپیډینس سره براډبینډ ریکټینا د فریکونسیو په لړ کې د ریکټیفیر سره یوځای کیږي.
پداسې حال کې چې د وقف شوي فیډ څخه WPT او محیطي RFEH د ریکټنا مختلف غوښتنلیکونه دي، د انټینا، ریکټیفیر او بار ترمنځ د پای څخه تر پایه مطابقت ترلاسه کول د بینډ ویت له نظره د لوړ بریښنا تبادلې موثریت (PCE) ترلاسه کولو لپاره بنسټیز دی. سره له دې، WPT ریکټنا د لوړ کیفیت فاکتور میچینګ (ټیټ S11) ترلاسه کولو باندې ډیر تمرکز کوي ترڅو د بریښنا په ځینو کچو (ټوپولوژیو a، e او f) کې د واحد بینډ PCE ښه کړي. د واحد بینډ WPT پراخه بینډ ویت د ډیټونینګ، تولیدي نیمګړتیاو او بسته بندۍ پرازیتونو ته د سیسټم معافیت ښه کوي. له بلې خوا، RFEH ریکټنا د څو بینډ عملیاتو ته لومړیتوب ورکوي او د bd او g ټوپولوژیو پورې اړه لري، ځکه چې د یو واحد بینډ د بریښنا سپیکٹرل کثافت (PSD) عموما ټیټ وي.
۳. مستطیل انتن ډیزاین
۱. د واحد فریکونسۍ ریکټنا
د واحد فریکونسي ریکټینا (ټوپولوژي A) د انتن ډیزاین په عمده توګه د معیاري انتن ډیزاین پر بنسټ والړ دی، لکه د ځمکې په الوتکه کې د خطي قطبي کولو (LP) یا سرکلر قطبي کولو (CP) ریډیټینګ پیچ، ډایپول انټینا او الټ شوي F انټینا. د ډیفرینشل بینډ ریکټینا د DC ترکیب صف پراساس دی چې د ډیری انټینا واحدونو یا د ډیری پیچ واحدونو مخلوط DC او RF ترکیب سره تنظیم شوی.
څرنګه چې ډیری وړاندیز شوي انتنونه واحد فریکونسي انتنونه دي او د واحد فریکونسي WPT اړتیاوې پوره کوي، کله چې د چاپیریال څو فریکونسي RFEH په لټه کې وي، ډیری واحد فریکونسي انتنونه د څو بینډ ریکټنا (ټوپولوژي B) سره یوځای کیږي چې د بریښنا مدیریت سرکټ وروسته متقابل کوپلینګ سپریشن او خپلواک DC ترکیب سره ترڅو دوی په بشپړ ډول د RF استملاک او تبادلې سرکټ څخه جلا کړي. دا د هر بینډ لپاره د بریښنا مدیریت ډیری سرکټونو ته اړتیا لري، کوم چې ممکن د بوسټ کنورټر موثریت کم کړي ځکه چې د یو واحد بینډ DC ځواک ټیټ دی.
۲. ملټي بینډ او براډبنډ RFEH انتنونه
د چاپیریال RFEH ډیری وختونه د څو بینډ استملاک سره تړاو لري؛ له همدې امله، د معیاري انټینا ډیزاینونو د بینډ ویت ښه کولو او د دوه ګوني بینډ یا بینډ انټینا صفونو جوړولو لپاره میتودونو لپاره مختلف تخنیکونه وړاندیز شوي دي. پدې برخه کې، موږ د RFEHs لپاره د ګمرکي انټینا ډیزاینونو بیاکتنه کوو، او همدارنګه د کلاسیک څو بینډ انټینا چې د ریکټنا په توګه د کارولو احتمال لري.
د کوپلانار ویو ګایډ (CPW) مونوپول انتنونه په ورته فریکونسۍ کې د مایکروسټریپ پیچ انتنونو په پرتله لږ ساحه نیسي او LP یا CP څپې تولیدوي، او ډیری وختونه د براډبنډ چاپیریال ریکټنا لپاره کارول کیږي. د انعکاس الوتکې د جلا کولو او ګټې ښه کولو لپاره کارول کیږي، چې په پایله کې د وړانګو نمونې د پیچ انتنونو سره ورته وي. سلاټ شوي کوپلانار ویو ګایډ انتنونه د ډیری فریکونسۍ بینډونو لپاره د امپیډینس بینډ ویت ښه کولو لپاره کارول کیږي، لکه 1.8-2.7 GHz یا 1-3 GHz. جوړه شوي سلاټ انتنونه او پیچ انتنونه هم په عام ډول د څو بینډ رکټنا ډیزاینونو کې کارول کیږي. شکل 3 ځینې راپور شوي ملټي بینډ انتنونه ښیې چې له یو څخه ډیر د بینډ ویت ښه کولو تخنیک کاروي.
انځور ۳
د انټینا-ریکټیفایر امپیډنس میچ کول
د 50Ω انټینا سره د غیر خطي ریکټیفیر سره سمون ورکول ننګونکي دي ځکه چې د هغې د ننوتلو خنډ د فریکونسۍ سره خورا توپیر لري. په ټوپولوژیو A او B (شکل 2) کې، عام میچینګ شبکه د LC میچ دی چې د لومپ شوي عناصرو په کارولو سره کارول کیږي؛ په هرصورت، نسبي بینډ ویت معمولا د ډیری مخابراتي بینډونو څخه ټیټ وي. د واحد بینډ سټب میچینګ معمولا په مایکروویو او ملی میټر ویو بینډونو کې د 6 GHz څخه ښکته کارول کیږي، او راپور شوي ملی میټر ویو ریکټیناس په طبیعي ډول تنګ بینډ ویت لري ځکه چې د دوی PCE بینډ ویت د آوټ پټ هارمونیک فشار لخوا بند شوی، کوم چې دوی په ځانګړي ډول د 24 GHz غیر جواز لرونکي بینډ کې د واحد بینډ WPT غوښتنلیکونو لپاره مناسب کوي.
په ټوپولوژي C او D کې ریکټنا ډیر پیچلي میچینګ شبکې لري. د براډبنډ میچینګ لپاره په بشپړ ډول توزیع شوي لاین میچینګ شبکې وړاندیز شوي ، د آوټ پټ پورټ کې د RF بلاک / DC شارټ سرکټ (پاس فلټر) یا د ډیایډ هارمونیکونو لپاره د بیرته راستنیدو لارې په توګه د DC بلاکینګ کیپسیټر سره. د ریکټفایر اجزا د چاپ شوي سرکټ بورډ (PCB) انټرډیجیټ شوي کیپسیټرونو لخوا ځای په ځای کیدی شي ، کوم چې د سوداګریز بریښنایی ډیزاین اتومات وسیلو په کارولو سره ترکیب شوي. نور راپور شوي براډبنډ ریکټنا میچینګ شبکې د ټیټ فریکونسیو سره میچ کولو لپاره لومپ شوي عناصر او په ان پټ کې د RF شارټ رامینځته کولو لپاره توزیع شوي عناصر سره یوځای کوي.
د سرچینې له لارې د بار لخوا لیدل شوي ان پټ امپیډینس کې بدلون راوستل (چې د سرچینې-کش کولو تخنیک په نوم پیژندل کیږي) د براډبنډ ریکټیفیر ډیزاین کولو لپاره کارول شوی چې د 57٪ نسبي بینډ ویت (1.25–2.25 GHz) او د لومپ شوي یا توزیع شوي سرکټونو په پرتله 10٪ لوړ PCE لري. که څه هم د میچ کولو شبکې معمولا د ټول 50Ω بینډ ویت په اوږدو کې د انټینا سره میچ کولو لپاره ډیزاین شوي، په ادبیاتو کې داسې راپورونه شتون لري چې براډبنډ انټینا د تنگ بانډ ریکټیفیرونو سره وصل شوي دي.
د هایبرډ لمپډ عنصر او ویشل شوي عنصر مطابقت لرونکي شبکې په پراخه کچه په C او D ټوپولوژیو کې کارول شوي، د لړۍ انډکټرونه او کیپسیټرونه ترټولو عام کارول شوي لمپډ عناصر دي. دا د پیچلو جوړښتونو لکه انټرډیجیټډ کیپسیټرونو څخه مخنیوی کوي، کوم چې د معیاري مایکروسټریپ لینونو په پرتله ډیر دقیق ماډلینګ او جوړونې ته اړتیا لري.
د ریکټیفیر ته د ننوتلو ځواک د ډایډ د غیر خطي والي له امله د ننوتلو خنډ اغیزه کوي. له همدې امله، ریکټینا د ځانګړي ان پټ بریښنا کچې او بار خنډ لپاره د PCE اعظمي کولو لپاره ډیزاین شوی. څرنګه چې ډایډونه په عمده توګه د 3 GHz څخه ښکته فریکونسیو کې د ظرفیت لوړ خنډ دي، براډبنډ ریکټینا چې د مطابقت شبکې له منځه وړي یا ساده شوي میچینګ سرکټونه کموي د Prf>0 dBm او پورته فریکونسیو باندې تمرکز شوی، ځکه چې ډایډونه ټیټ ظرفیت خنډ لري او د انټینا سره ښه مطابقت کیدی شي، پدې توګه د انټینا ډیزاین څخه مخنیوی کیږي چې د ان پټ عکس العملونه >1,000Ω لري.
د تطبیق وړ یا بیا تنظیم کیدونکي امپیډینس میچینګ په CMOS ریکټیناس کې لیدل شوی، چیرې چې میچینګ شبکه د چپ کیپسیټر بانکونو او انډکټرونو څخه جوړه ده. د معیاري 50Ω انټینا او همدارنګه د ګډ ډیزاین شوي لوپ انټینا لپاره جامد CMOS میچینګ شبکې هم وړاندیز شوي. راپور ورکړل شوی چې غیر فعال CMOS بریښنا کشف کونکي د سویچونو کنټرول لپاره کارول کیږي چې د انټینا محصول مختلف ریکټیفیرونو او میچینګ شبکو ته د موجوده بریښنا پورې اړه لري لارښوونه کوي. د lumped tunable capacitors په کارولو سره د بیا تنظیم کیدونکي میچینګ شبکې وړاندیز شوی، کوم چې د ویکتور شبکې تحلیل کونکي په کارولو سره د ان پټ امپیډینس اندازه کولو پرمهال د فین ټونینګ لخوا تنظیم شوی. د بیا تنظیم کیدونکي مایکرو سټریپ میچینګ شبکو کې، د فیلډ ایفیکٹ ټرانزیسټر سویچونه د دوه ګوني بینډ ځانګړتیاو ترلاسه کولو لپاره د میچینګ سټبونو تنظیم کولو لپاره کارول شوي.
د انتنونو په اړه د نورو معلوماتو لپاره، مهرباني وکړئ لیدنه وکړئ:
د پوسټ وخت: اګست-۰۹-۲۰۲۴
