اصلي

د انتن بیاکتنه: د فرکټل میټاسرفیسس او انتن ډیزاین بیاکتنه

I. پیژندنه
Fractals هغه ریاضيکي توکي دي چې په مختلفو پیمانو کې د ځان سره ورته ځانګړتیاوې څرګندوي. دا پدې مانا ده چې کله تاسو په فرکټل شکل کې زوم ان/آؤټ کړئ، د هغې هره برخه د ټول سره ورته ښکاري. دا دی، ورته جیومیټریک نمونې یا جوړښتونه په مختلفو میګنیفیکیشن کچو کې تکرار کیږي (په 1 شکل کې د فرکټال مثالونه وګورئ). ډیری فرکټالونه پیچلي، مفصل، او نه محدود پیچلي شکلونه لري.

فرکټل بېلګه

شکل 1

د فرکټال مفهوم په ۱۹۷۰ لسیزه کې د ریاضي پوه بنویټ بی مانډیلبروټ لخوا معرفي شو، که څه هم د فرکټل جیومیټري اصل د ډیری ریاضی پوهانو پخوانیو کارونو ته موندل کیدی شي، لکه کانټور (1870)، وون کوچ (1904)، سیرپینسکي (1915) )، جولیا (1918)، فاتو (1926)، او ریچارډسن (۱۹۵۳).
بنویټ بی منډیلبروټ د فرکټالونو د نوو ډولونو په معرفي کولو سره د فرکټالونو او طبیعت ترمنځ اړیکه مطالعه کړه ترڅو نور پیچلي جوړښتونه لکه ونې، غرونه او ساحلي کرښې سمبال کړي. هغه د لاتیني صفت "فریکٹس" څخه د "فراکټل" کلمه جوړه کړه ، چې معنی یې "مات شوي" یا "مات شوي" ، د بیلګې په توګه د مات شوي یا غیر منظم ټوټو څخه جوړه شوې ، د غیر منظم او ټوټه شوي هندسي شکلونو تشریح کولو لپاره چې د دودیز یوکلیډین جیومیټري لخوا طبقه بندي نشي کیدی. برسېره پر دې، هغه د فرکټالونو د تولید او مطالعې لپاره ریاضيیک ماډلونه او الګوریتمونه رامینځته کړل، کوم چې د مشهور منډیلبروټ سیټ رامینځته کولو المل شو، کوم چې شاید خورا مشهور او په زړه پورې فرکټال شکل وي چې پیچلي او بې حده تکرار شوي نمونې لري (شکل 1d وګورئ).
د منډیلبروټ کار نه یوازې په ریاضیاتو اغیزه کړې ، بلکه په بیلابیلو برخو لکه فزیک ، کمپیوټر ګرافیک ، بیولوژي ، اقتصاد او هنر کې غوښتنلیکونه هم لري. په حقیقت کې، د پیچلو او ځان سره ورته جوړښتونو ماډل کولو او نمایندګي کولو وړتیا له امله، فرکټالونه په مختلفو برخو کې ډیری نوښتونکي غوښتنلیکونه لري. د مثال په توګه، دوی په پراخه توګه د لاندې غوښتنلیک ساحو کې کارول شوي، کوم چې د دوی د پراخ غوښتنلیک یوازې یو څو مثالونه دي:
1. د کمپیوټر ګرافیک او انیمیشن، د حقیقي او لید په زړه پورې طبیعي منظرې، ونې، ورېځې، او جوړښتونه تولیدوي؛
2. د ډیټا کمپریشن ټیکنالوژي ترڅو د ډیجیټل فایلونو اندازه کمه کړي؛
3. د انځور او سیګنال پروسس کول، د انځورونو څخه د ځانګړتیاوو استخراج، د نمونو کشف کول، او د اغیزمن عکس کمپریشن او بیارغونې میتودونه چمتو کول؛
4. بیولوژي، د نباتاتو وده او په مغز کې د نیورون تنظیم کول؛
5. د انتن تیوري او میټامیټریالونه، د کمپیکٹ/ملټي بینډ انتنونو ډیزاین کول او نوي میټاسرفیسونه.
اوس مهال، فرکټل جیومیټري په مختلفو ساینسي، هنري او ټیکنالوژیکي څانګو کې نوي او نوښتونکي کارونې موندلو ته دوام ورکوي.
په الکترومقناطیسي (EM) ټیکنالوژۍ کې، فرکټل شکلونه د غوښتنلیکونو لپاره خورا ګټور دي چې کوچني کولو ته اړتیا لري، له انتن څخه میټامیټریال او فریکونسۍ انتخابي سطحونو (FSS) ته. په دودیز انتنونو کې د فرکټل جیومیټري کارول کولی شي د دوی بریښنایی اوږدوالی ډیر کړي ، په دې توګه د ریزوننټ جوړښت عمومي اندازه کموي. برسېره پر دې، د فرکټل شکلونو ځان ته ورته طبیعت دوی د ملټي بینډ یا براډ بانډ ریزونټ جوړښتونو د احساس کولو لپاره مثالی کوي. د فرکټالونو د کوچني کولو اصلي وړتیاوې په ځانګړي ډول د مختلف غوښتنلیکونو لپاره د انعکاس rays ، مرحله شوي سرې انتنونو ، میټامټریل جذبونکي او میټاسرفیسونو ډیزاین کولو لپاره په زړه پوري دي. په حقیقت کې ، د خورا کوچني صف عناصرو کارول کولی شي ډیری ګټې راوړي ، لکه د متقابل جوړه کولو کمول یا د خورا کوچني عنصر فاصلو سره د صفونو سره کار کولو وړتیا ، پدې توګه د ښه سکین کولو فعالیت او د زاویې ثبات لوړې کچې ډاډمن کول.
د پورته ذکر شویو دلایلو لپاره، فرکټل انتنونه او میټاسرفیسونه د برقی مقناطیسي ساحه کې دوه په زړه پورې څیړنې ساحې استازیتوب کوي چې په وروستیو کلونو کې یې ډیر پام ځانته اړولی دی. دواړه مفکورې د بریښنایی مقناطیسي څپو د مینځلو او کنټرول لپاره ځانګړي لارې وړاندیز کوي ، د بې سیم مخابراتو ، رادار سیسټمونو او سینس کولو کې پراخه غوښتنلیکونو سره. د دوی ځان ته ورته ملکیتونه دوی ته اجازه ورکوي چې په اندازې کې کوچني وي پداسې حال کې چې غوره بریښنایی مقناطیسي غبرګون ساتي. دا تړون په ځانګړي ډول د ځای محدود غوښتنلیکونو کې ګټور دی ، لکه ګرځنده وسیلې ، RFID ټاګونه ، او د فضا سیسټمونو.
د فرکټل انتنونو او میټاسرفیسونو کارول د بې سیم مخابراتو ، عکس اخیستنې ، او رادار سیسټمونو کې د پام وړ وده کولو ظرفیت لري ، ځکه چې دوی د لوړ فعالیت سره کمپیکٹ ، لوړ فعالیت وسیلې فعالوي. برسېره پردې، فرکټل جیومیټري په زیاتیدونکي توګه د موادو تشخیص لپاره د مایکروویو سینسرونو په ډیزاین کې کارول کیږي، د دې وړتیا له امله چې په څو فریکونسۍ بډونو کې کار کوي او د دې وړتیا لري چې کوچنی شي. په دې برخو کې روانې څیړنې د نوي ډیزاینونو، موادو، او جوړونې تخنیکونو سپړلو ته دوام ورکوي ترڅو د دوی بشپړ ظرفیت احساس کړي.
د دې لیکنې موخه دا ده چې د فرکټل انتنونو او میټاسرفیسونو څیړنې او غوښتنلیک پرمختګ بیاکتنه وکړي او د فرکټال انتنونو او میټاسرفیسونو شتون پرتله کړي، د دوی ګټې او محدودیتونه روښانه کړي. په نهایت کې ، د نوښت لرونکي انعکاس او میټامټریل واحدونو جامع تحلیل وړاندې کیږي ، او د دې بریښنایی مقناطیسي جوړښتونو ننګونې او راتلونکي پرمختګونه بحث کیږي.

2. fractalانتنعناصر
د فرکټال عمومي مفهوم د بهرني انتن عناصرو ډیزاین کولو لپاره کارول کیدی شي چې د دودیزو انتنونو په پرتله غوره فعالیت وړاندې کوي. د فرکټل انتن عناصر ممکن په اندازې کې کمپیکٹ وي او د ملټي بینډ او/یا براډ بانډ وړتیاوې ولري.
د فرکټل انتن په ډیزاین کې د انتن جوړښت دننه په مختلف پیمانه کې د ځانګړي جیومیټریک نمونو تکرار شامل دي. دا پخپله ورته بڼه موږ ته اجازه راکوي چې د انتن ټول اوږدوالی په محدود فزیکي ځای کې زیات کړو. برسېره پردې، فرکټل ریډیټرونه کولی شي څو بډونه ترلاسه کړي ځکه چې د انتن مختلف برخې په مختلفو اندازو کې یو بل ته ورته دي. نو ځکه، د فرکټل انتن عناصر کیدای شي کمپیکٹ او ملټي بینډ وي، د دودیز انتن په پرتله پراخه فریکونسۍ پوښښ چمتو کوي.
د فرکټل انتن مفهوم د 1980 لسیزې په وروستیو کې موندل کیدی شي. په 1986 کې، کیم او جاګارډ د انتن سرې ترکیب کې د فرکټل ځان ورته والی غوښتنلیک وښود.
په 1988 کې، فزیک پوه ناتن کوهن د نړۍ لومړی فرکټل عنصر انتن جوړ کړ. هغه وړاندیز وکړ چې د انتن جوړښت کې د ځان ورته جیومیټري شاملولو سره، د هغې فعالیت او د کوچنیو کولو وړتیاوې ښه کیدی شي. په 1995 کې، کوهن د Fractal Antenna Systems Inc. په ګډه تاسیس کړ، کوم چې د نړۍ لومړی سوداګریز فرکټل انتن حلونه چمتو کول پیل کړل.
د 1990 لسیزې په مینځ کې، Puente et al. د سیرپینسکي د مونوپول او ډیپول په کارولو سره د فرکټالونو څو اړخیز ظرفیتونه وښودل.
د کوهین او پوینټ د کار راهیسې، د فرکټل انتنونو اصلي ګټو د مخابراتو په برخه کې د څیړونکو او انجینرانو ډیره علاقه راجلب کړې، چې د فرکټل انتن ټیکنالوژۍ نور سپړنې او پراختیا لامل شوي.
نن ورځ، فرکټل انتنونه په پراخه کچه د بېسیم مخابراتي سیسټمونو کې کارول کیږي، په شمول د ګرځنده تلیفونونو، وائی فای روټرونو، او سپوږمکۍ مخابراتو. په حقیقت کې، فرکټل انتنونه کوچني، ملټي بینډ، او خورا اغیزمن دي، دوی د مختلفو بېسیم وسیلو او شبکو لپاره مناسب کوي.
لاندې ارقام د ښه پیژندل شوي فرکټل شکلونو پراساس ځینې فرکټل انتنونه ښیې چې په ادب کې د بحث شوي مختلف ترتیبونو یوازې یو څو مثالونه دي.
په ځانګړې توګه، شکل 2a په Puente کې وړاندیز شوی Sierpinski monopole ښیي، کوم چې د څو بډ عملیات چمتو کولو توان لري. د سیرپینسکي مثلث د اصلي مثلث څخه د مرکزي برعکس مثلث په کمولو سره رامینځته کیږي، لکه څنګه چې په 1b او شکل 2a کې ښودل شوي. دا پروسه په جوړښت کې درې مساوي مثلث پریږدي، هر یو د پیل شوي مثلث نیمایي اړخ اوږدوالی لري (شکل 1b وګورئ). د تخفیف ورته کړنلاره د پاتې مثلثونو لپاره تکرار کیدی شي. له همدې امله، د دې درې اصلي برخې هر یو د ټول څیز سره مساوي دي، مګر په تناسب کې دوه ځله، او داسې نور. د دې ځانګړي ورته والي له امله ، سیرپینسکي کولی شي ډیری فریکونسۍ بډونه چمتو کړي ځکه چې د انتن مختلف برخې په مختلف پیمانه یو بل ته ورته دي. لکه څنګه چې په 2 شکل کې ښودل شوي، وړاندیز شوی سیرپینسکي مونوپول په 5 بډونو کې کار کوي. دا لیدل کیدی شي چې په شکل 2a کې د پنځو فرعي ګاسکټونو (د حلقې جوړښتونو) څخه هر یو د ټول جوړښت اندازه شوې نسخه ده، په دې توګه پنځه مختلف عملیاتي فریکونسۍ بډونه چمتو کوي، لکه څنګه چې په شکل 2b کې د انعکاس انعکاس کوفیفینټ کې ښودل شوي. ارقام د هر فریکونسۍ بانډ پورې اړوند پیرامیټونه هم ښیې ، پشمول د فریکونسۍ ارزښت fn (1 ≤ n ≤ 5) د اندازه شوي آخذې بیرته راستنیدونکي ضایع (Lr) په لږترلږه ارزښت کې ، اړونده بینډ ویت (Bwidth) ، او د فریکونسۍ تناسب دوه نږدې فریکونسۍ بانډونه (δ = fn +1/fn). شکل 2b ښیي چې د سیرپینسکي مونوپولونو بانډونه په وخت سره د فاکتور 2 (δ ≅ 2) په واسطه فاصله لري، کوم چې د ورته اندازه کولو فکتور سره مطابقت لري چې په ورته جوړښتونو کې په فرکټل شکل کې شتون لري.

2

شکل 2

شکل 3a د کوچ فرکټل وکر پر بنسټ یو کوچنی اوږد تار انتن ښیې. دا انتن وړاندیز شوی ترڅو وښیې چې څنګه د کوچني انتن ډیزاین کولو لپاره د فرکټل شکلونو د ځای ډکولو ملکیتونو څخه ګټه پورته کړي. په حقیقت کې، د انتن د اندازې کمول د ډیری غوښتنلیکونو وروستی هدف دی، په ځانګړې توګه هغه چې د ګرځنده ټرمینالونو کې شامل دي. کوچ مونوپول د فرکټل ساختماني میتود په کارولو سره رامینځته شوی چې په 3a شکل کې ښودل شوی. ابتدايي تکرار K0 مستقیم مونوپول دی. راتلونکی تکرار K1 د K0 سره د ورته والی بدلون په پلي کولو سره ترلاسه کیږي، په شمول د دریمې برخې اندازه کول او په ترتیب سره د 0°، 60°، −60°، او 0° لخوا په ترتیب سره. دا پروسه په تکراري ډول تکرار کیږي ترڅو د راتلونکي عناصر Ki (2 ≤ i ≤ 5) ترلاسه کړي. شکل 3a د کوچ مونوپول (یعني K5) پنځه تکراري نسخه ښیې چې لوړوالی یې د 6 سانتي مترو سره مساوي دی، مګر ټول اوږدوالی یې د فارمول l = h · (4/3) 5 = 25.3 سانتي مترو په واسطه ورکړل شوی. پنځه انتنونه چې د کوچ منحني لومړي پنځو تکرارونو سره مطابقت لري احساس شوي (شکل 3a وګورئ). دواړه تجربې او ډاټا ښیي چې د کوچ فرکټل مونوپول کولی شي د دودیز مونوپول فعالیت ښه کړي (شکل 3b وګورئ). دا وړاندیز کوي چې دا ممکن وي چې د فرکټل انتنونو "منیټریز" کول ممکن وي، دوی ته اجازه ورکوي چې په کوچنیو حجمونو کې فټ شي پداسې حال کې چې د اغیزمن فعالیت ساتل کیږي.

3

شکل 3

شکل 4a د کانټور سیټ پراساس فرکټل انتن ښیې چې د انرژي راټولولو غوښتنلیکونو لپاره د پراخه بینډ انتن ډیزاین کولو لپاره کارول کیږي. د فرکټل انتنونو ځانګړی ملکیت چې د څو نژدي ریزونانس معرفي کوي د دودیزو انتنونو په پرتله پراخه بینډ ویت چمتو کولو لپاره کارول کیږي. لکه څنګه چې په 1a شکل کې ښودل شوي، د کانټور فرکټل سیټ ډیزاین خورا ساده دی: ابتدايي مستقیم کرښه کاپي شوې او په دریو مساوي برخو ویشل شوې، له هغې څخه مرکزي برخه لیرې شوې؛ ورته پروسه بیا په تکراري ډول په نوي تولید شوي برخو کې پلي کیږي. د فرکټل تکرار مرحلې تر هغه پورې تکرار کیږي تر هغه چې د 0.8-2.2 GHz د انتن بینډ ویت (BW) ترلاسه نشي (یعنې 98٪ BW). شکل 4 د احساس شوي انټینا پروټوټایپ عکس ښیي (شکل 4a) او د هغې د انعکاس انعکاس کوفینټ (شکل 4b).

4

شکل 4

شکل 5 د فرکټل انتنونو نور مثالونه وړاندې کوي، پشمول د هیلبرټ منحنی مونوپول انتن، د منډیلبروټ میشته مایکروسټریپ پیچ انتن، او د کوچ ټاپو (یا "واوره فلیک") فرکټل پیچ.

5

شکل 5

په نهایت کې، شکل 6 د سري عناصرو مختلف فرکټالي ترتیبونه ښیې، پشمول د سیرپینسکي غالۍ پلانر سرې، د کانټور حلقوي سرې، د کانټور خطي سرې، او فرکټل ونې. دا ترتیبونه د سپیر اریونو رامینځته کولو او / یا د ملټي بینډ فعالیت ترلاسه کولو لپاره ګټور دي.

6

شکل 6

د انتن په اړه د نورو معلوماتو لپاره، مهرباني وکړئ لیدنه وکړئ:


د پوسټ وخت: جولای-26-2024

د محصول ډیټاشیټ ترلاسه کړئ