עם הפופולריות הגוברת של מכשירים אלחוטיים, שירותי נתונים נכנסו לתקופה חדשה של התפתחות מהירה, הידועה גם כצמיחה הנפיצה של שירותי נתונים. כיום, מספר רב של אפליקציות עוברות בהדרגה ממחשבים למכשירים אלחוטיים כמו טלפונים ניידים שקל לנשיאה ולתפעול בזמן אמת, אך מצב זה הוביל גם לעלייה מהירה בתעבורת הנתונים ולמחסור במשאבי רוחב פס. . לפי הסטטיסטיקה, קצב הנתונים בשוק עשוי להגיע ל-Gbps או אפילו Tbps ב-10 עד 15 השנים הבאות. נכון לעכשיו, תקשורת THz הגיעה לקצב נתונים של Gbps, בעוד שקצב הנתונים של Tbps עדיין בשלבי פיתוח מוקדמים. מאמר קשור מפרט את ההתקדמות האחרונה בקצבי הנתונים של Gbps בהתבסס על פס ה-THz וחוזה שניתן להשיג Tbps באמצעות ריבוי קיטוב. לכן, כדי להגביר את קצב העברת הנתונים, פתרון אפשרי הוא לפתח רצועת תדרים חדשה, שהיא רצועת הטרה-הרץ, שנמצאת ב"אזור הריק" שבין גלי מיקרוגל לאור אינפרא אדום. בוועידת הרדיו העולמית של ITU (WRC-19) בשנת 2019, טווח התדרים של 275-450GHz שימש עבור שירותים נייחים וניידים יבשתיים. ניתן לראות כי מערכות תקשורת אלחוטיות של terahertz משכו את תשומת לבם של חוקרים רבים.
גלים אלקטרומגנטיים של Terahertz מוגדרים בדרך כלל כפס התדרים של 0.1-10THz (1THz=1012Hz) עם אורך גל של 0.03-3 מ"מ. על פי תקן IEEE, גלי טרה-הרץ מוגדרים כ-0.3-10THz. איור 1 מראה שרצועת התדרים של טרה-הרץ נמצאת בין גלי מיקרו ואור אינפרא אדום.
איור 1 דיאגרמה סכמטית של פס תדר THz.
פיתוח אנטנות Terahertz
למרות שחקר הטרה-הרץ החל במאה ה-19, הוא לא נחקר כתחום עצמאי באותה תקופה. המחקר על קרינת טרה-הרץ התמקד בעיקר ברצועת האינפרא-אדום הרחוק. רק מאמצע עד סוף המאה ה-20 החלו חוקרים לקדם את מחקר גלי המילימטרים לרצועת הטרה-הרץ ולערוך מחקר טכנולוגי מיוחד של תרהרץ.
בשנות ה-80 הופעת מקורות קרינת טרה-הרץ אפשרה את היישום של גלי טרה-הרץ במערכות מעשיות. מאז המאה ה-21, טכנולוגיית התקשורת האלחוטית התפתחה במהירות, והביקוש של אנשים למידע והגידול בציוד התקשורת הציבו דרישות מחמירות יותר לגבי קצב השידור של נתוני תקשורת. לכן, אחד האתגרים של טכנולוגיית התקשורת העתידית הוא לפעול בקצב נתונים גבוה של גיגה-ביט לשנייה במקום אחד. תחת ההתפתחות הכלכלית הנוכחית, משאבי הספקטרום הפכו נדירים יותר ויותר. עם זאת, הדרישות האנושיות ליכולת תקשורת ומהירות הן אינסופיות. לבעיית הגודש בספקטרום, חברות רבות משתמשות בטכנולוגיית Multiple Input Multiple Output (MIMO) כדי לשפר את יעילות הספקטרום וקיבולת המערכת באמצעות ריבוי מרחבי. עם התקדמות רשתות ה-5G, מהירות חיבור הנתונים של כל משתמש תעלה על Gbps, וגם תעבורת הנתונים של תחנות הבסיס תגדל משמעותית. עבור מערכות תקשורת גלי מילימטר מסורתיות, קישורי מיקרוגל לא יוכלו להתמודד עם זרמי הנתונים העצומים הללו. בנוסף, בשל השפעת קו הראייה, מרחק השידור של תקשורת אינפרא אדום קצר ומיקום ציוד התקשורת שלה קבוע. לכן, גלי THz, שנמצאים בין גלי מיקרו לאינפרא אדום, יכולים לשמש לבניית מערכות תקשורת מהירות ולהגברת קצבי העברת הנתונים באמצעות קישורי THz.
גלי Terahertz יכולים לספק רוחב פס תקשורת רחב יותר, וטווח התדרים שלו הוא בערך פי 1000 מזה של תקשורת סלולרית. לכן, שימוש ב-THz לבניית מערכות תקשורת אלחוטיות במהירות גבוהה הוא פתרון מבטיח לאתגר של קצבי נתונים גבוהים, שמשך את התעניינותם של צוותי מחקר ותעשיות רבות. בספטמבר 2017, שוחרר תקן התקשורת האלחוטית THz הראשון IEEE 802.15.3d-2017, המגדיר חילופי נתונים מנקודה לנקודה בטווח התדרים התחתון של THz של 252-325 GHz. השכבה הפיזית האלטרנטיבית (PHY) של הקישור יכולה להשיג קצבי נתונים של עד 100 Gbps ברוחב פס שונים.
מערכת התקשורת המוצלחת הראשונה של THz של 0.12 THz הוקמה בשנת 2004, ומערכת התקשורת THz של 0.3 THz מומשה בשנת 2013. טבלה 1 מפרטת את התקדמות המחקר של מערכות תקשורת terahertz ביפן מ-2004 עד 2013.
טבלה 1 התקדמות המחקר של מערכות תקשורת Terahertz ביפן מ-2004 עד 2013
מבנה האנטנה של מערכת תקשורת שפותחה בשנת 2004 תואר בפירוט על ידי Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) בשנת 2005. תצורת האנטנה הוצגה בשני מקרים, כפי שמוצג באיור 2.
איור 2 תרשים סכמטי של מערכת התקשורת האלחוטית NTT 120 GHz של יפן
המערכת משלבת המרה פוטו-אלקטרית ואנטנה ומאמצת שני מצבי עבודה:
1. בסביבה פנימית קרובה, משדר האנטנה המישורית בשימוש בתוך הבית מורכב משבב פוטודיודה נשא קו יחיד (UTC-PD), אנטנת חריץ מישורית ועדשת סיליקון, כפי שמוצג באיור 2(א).
2. בסביבה חיצונית ארוכת טווח, על מנת לשפר את ההשפעה של אובדן שידור גדול ורגישות נמוכה של הגלאי, על אנטנת המשדר להיות בעלת רווח גבוה. אנטנת ה-terahertz הקיימת משתמשת בעדשה אופטית גאוסית עם רווח של יותר מ-50 dBi. שילוב צופר ההזנה ועדשה דיאלקטרית מוצג באיור 2(ב).
בנוסף לפיתוח מערכת תקשורת 0.12 THz, NTT פיתחה גם מערכת תקשורת 0.3THz בשנת 2012. באמצעות אופטימיזציה מתמשכת, קצב השידור יכול להגיע עד 100Gbps. כפי שניתן לראות מטבלה 1, היא תרמה תרומה רבה לפיתוח תקשורת טרה-הרץ. עם זאת, לעבודת המחקר הנוכחית יש את החסרונות של תדירות הפעלה נמוכה, גודל גדול ועלות גבוהה.
רוב אנטנות הטרה-הרץ המשמשות כיום משתנות מאנטנות גלים של מילימטר, ויש מעט חידושים באנטנות טרה-הרץ. לכן, על מנת לשפר את הביצועים של מערכות תקשורת terahertz, משימה חשובה היא לייעל את אנטנות terahertz. טבלה 2 מפרטת את התקדמות המחקר של תקשורת THz גרמנית. איור 3(א) מציג מערכת תקשורת אלחוטית THz מייצגת המשלבת פוטוניקה ואלקטרוניקה. איור 3 (ב) מציג את סצנת הבדיקה של מנהרת הרוח. אם לשפוט על פי מצב המחקר הנוכחי בגרמניה, למחקר ולפיתוח שלה יש גם חסרונות כמו תדירות הפעלה נמוכה, עלות גבוהה ויעילות נמוכה.
טבלה 2 התקדמות המחקר של תקשורת THz בגרמניה
איור 3 סצנת בדיקת מנהרת רוח
מרכז התקשוב CSIRO יזם גם מחקר על מערכות תקשורת אלחוטיות פנימיות מסוג THz. המרכז חקר את הקשר בין השנה לתדר התקשורת, כפי שמוצג באיור 4. כפי שניתן לראות מאיור 4, עד שנת 2020, המחקר על תקשורת אלחוטית נוטה לפס THz. תדר התקשורת המקסימלי באמצעות ספקטרום הרדיו עולה כעשר פעמים כל עשרים שנה. המרכז הציע המלצות לגבי הדרישות עבור אנטנות THz והציע אנטנות מסורתיות כגון צופרים ועדשות עבור מערכות תקשורת THz. כפי שמוצג באיור 5, שתי אנטנות צופר פועלות במהירות 0.84THz ו-1.7THz בהתאמה, עם מבנה פשוט וביצועי אלומה גאוסיים טובים.
איור 4 הקשר בין שנה לתדירות
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
איור 5 שני סוגים של אנטנות צופר
ארצות הברית ערכה מחקר מקיף על פליטה וזיהוי של גלי טרה-הרץ. מעבדות המחקר המפורסמות של טרה-הרץ כוללות את מעבדת הנעה סילון (JPL), מרכז המאיץ הליניארי של סטנפורד (SLAC), המעבדה הלאומית של ארה"ב (LLNL), מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי (NASA), הקרן הלאומית למדע (NSF) וכו'. תוכננו אנטנות terahertz חדשות עבור יישומי terahertz, כגון אנטנות פפיון ואנטנות היגוי אלומת תדר. על פי הפיתוח של אנטנות terahertz, אנו יכולים לקבל שלושה רעיונות עיצוב בסיסיים עבור אנטנות terahertz כיום, כפי שמוצג באיור 6.
איור 6 שלושה רעיונות עיצוב בסיסיים עבור אנטנות terahertz
הניתוח שלעיל מראה שלמרות שמדינות רבות הקדישו תשומת לב רבה לאנטנות טרה-הרץ, היא עדיין בשלבי חיפוש ופיתוח ראשוניים. בשל אובדן התפשטות גבוה וספיגה מולקולרית, אנטנות THz מוגבלות בדרך כלל על ידי מרחק שידור וכיסוי. חלק מהמחקרים מתמקדים בתדרי פעולה נמוכים יותר בפס ה-THz. המחקר הקיים של אנטנות terahertz מתמקד בעיקר בשיפור הרווח על ידי שימוש באנטנות עדשות דיאלקטריות וכו', ושיפור יעילות התקשורת על ידי שימוש באלגוריתמים מתאימים. בנוסף, כיצד לשפר את היעילות של אריזת אנטנות terahertz הוא גם נושא דחוף מאוד.
אנטנות THz כלליות
ישנם סוגים רבים של אנטנות THz זמינות: אנטנות דיפול עם חללים חרוטיים, מערכי מחזירי פינות, דיפולי פרפר, אנטנות מישוריות של עדשות דיאלקטריות, אנטנות פוטו-מוליכות להפקת מקורות קרינה מקור THz, אנטנות צופר, אנטנות THz על בסיס חומרי גרפן וכו'. החומרים המשמשים לייצור אנטנות THz, ניתן לחלק אותם באופן גס לאנטנות מתכת (בעיקר אנטנות צופר), אנטנות דיאלקטריות (אנטנות עדשה) ואנטנות חומר חדשות. חלק זה נותן תחילה ניתוח ראשוני של האנטנות הללו, ולאחר מכן בסעיף הבא, חמש אנטנות THz טיפוסיות מוצגות בפירוט ומנתחות לעומק.
1. אנטנות מתכת
אנטנת הצופר היא אנטנת מתכת טיפוסית המיועדת לעבוד בפס THz. האנטנה של מקלט גל מילימטר קלאסי היא קרן חרוטית. לאנטנות גליות ודו-מודים יש יתרונות רבים, כולל דפוסי קרינה סימטריים סיבובית, רווח גבוה של 20 עד 30 dBi ורמת קיטוב צולב נמוכה של -30 dB ויעילות צימוד של 97% עד 98%. רוחבי הפס הזמינים של שתי אנטנות הצופר הם 30%-40% ו-6%-8%, בהתאמה.
מכיוון שתדירות גלי הטרה-הרץ גבוהה מאוד, גודל אנטנת הצופר קטן מאוד, מה שמקשה מאוד על עיבוד הצופר, במיוחד בתכנון מערכי אנטנות, ומורכבות טכנולוגיית העיבוד מובילה לעלות מופרזת. ייצור מוגבל. בשל הקושי בייצור החלק התחתון של עיצוב הצופר המורכב, בדרך כלל נעשה שימוש באנטנת צופר פשוטה בצורת צופר חרוטי או חרוטי, מה שיכול להפחית את העלות ומורכבות התהליך, וניתן לשמור על ביצועי הקרינה של האנטנה. טוֹב.
אנטנת מתכת נוספת היא אנטנת פירמידה של גל נוסע, המורכבת מאנטנת גל נוסע המשולבת על סרט דיאלקטרי בגודל 1.2 מיקרון ותלויה בחלל אורכי שנחרט על פרוסת סיליקון, כפי שמוצג באיור 7. אנטנה זו היא מבנה פתוח שהוא תואם עם דיודות שוטקי. בשל המבנה הפשוט יחסית ודרישות הייצור הנמוכות שלו, ניתן להשתמש בו בדרך כלל ברצועות תדרים מעל 0.6 THz. עם זאת, רמת תנובת הצד ורמת הקיטוב הצולבת של האנטנה גבוהות, כנראה בשל המבנה הפתוח שלה. לכן, יעילות הצימוד שלו נמוכה יחסית (כ-50%).
איור 7 אנטנה פירמידלית של גל נוסע
2. אנטנה דיאלקטרית
האנטנה הדיאלקטרית היא שילוב של מצע דיאלקטרי ורדיאטור אנטנה. באמצעות עיצוב נכון, האנטנה הדיאלקטרית יכולה להשיג התאמת עכבה עם הגלאי, ויש לה את היתרונות של תהליך פשוט, אינטגרציה קלה ועלות נמוכה. בשנים האחרונות, חוקרים תכננו מספר אנטנות צר-פס ורחב-פס שיכולות להתאים לגלאי עכבה נמוכה של אנטנות דיאלקטריות של terahertz: אנטנת פרפר, אנטנה כפולה בצורת U, אנטנה לוג-מחזורית ואנטנה סינוסואידית לוג-מחזורית, כמו מוצג באיור 8. בנוסף, ניתן לעצב גיאומטריות אנטנה מורכבות יותר באמצעות אלגוריתמים גנטיים.
איור 8 ארבעה סוגים של אנטנות מישוריות
עם זאת, מכיוון שהאנטנה הדיאלקטרית משולבת עם מצע דיאלקטרי, אפקט גל משטח יתרחש כאשר התדר נוטה לפס THz. חסרון קטלני זה יגרום לאנטנה לאבד אנרגיה רבה במהלך הפעולה ויוביל להפחתה משמעותית ביעילות קרינת האנטנה. כפי שמוצג באיור 9, כאשר זווית קרינת האנטנה גדולה מזווית החיתוך, האנרגיה שלה מוגבלת במצע הדיאלקטרי ומזוהה עם מצב המצע.
איור 9 אפקט גל משטח האנטנה
ככל שעובי המצע גדל, מספר המצבים בסדר גבוה עולה, והצימוד בין האנטנה למצע גדל, וכתוצאה מכך אובדן אנרגיה. על מנת להחליש את אפקט גלי השטח, ישנן שלוש תוכניות אופטימיזציה:
1) טען עדשה על האנטנה כדי להגביר את הרווח על ידי שימוש במאפייני יצירת האלומה של גלים אלקטרומגנטיים.
2) הפחת את עובי המצע כדי לדכא יצירת מצבים מסדר גבוה של גלים אלקטרומגנטיים.
3) החלף את החומר הדיאלקטרי של המצע במרווח פס אלקטרומגנטי (EBG). מאפייני הסינון המרחביים של EBG יכולים לדכא מצבים מסדר גבוה.
3. אנטנות חומר חדשות
בנוסף לשתי האנטנות הנ"ל, קיימת גם אנטנת טרה-הרץ מחומרים חדשים. לדוגמה, בשנת 2006, Jin Hao et al. הציע אנטנה דיפול ננו-צינור פחמן. כפי שמוצג באיור 10 (א), הדיפול עשוי מננו-צינוריות פחמן במקום חומרי מתכת. הוא חקר בקפידה את המאפיינים האינפרא אדום והאופטיים של אנטנת ננו-צינורות פחמן דיפול ודן במאפיינים הכלליים של אנטנת צינורות פחמן באורך סופי, כגון עכבת כניסה, חלוקת זרם, רווח, יעילות ודפוס קרינה. איור 10 (ב) מציג את הקשר בין עכבת הכניסה והתדר של אנטנת ננו-צינור הפחמן. כפי שניתן לראות באיור 10(ב), לחלק הדמיוני של עכבת הכניסה יש מספר אפסים בתדרים גבוהים יותר. זה מצביע על כך שהאנטנה יכולה להשיג תהודות מרובות בתדרים שונים. ברור שאנטנת ננו-צינור הפחמן מציגה תהודה בטווח תדרים מסוים (תדרי THz נמוכים יותר), אך אינה מסוגלת לחלוטין להדהד מחוץ לטווח זה.
איור 10 (א) אנטנת דיפול ננו-צינור פחמן. (ב) עקומת עכבת קלט-תדר
בשנת 2012, סמיר פ. מחמוד ו-Ayed R. AlAjmi הציעו מבנה אנטנת טרה-הרץ חדש המבוסס על ננו-צינורות פחמן, המורכב מצרור של ננו-צינורות פחמן עטופים בשתי שכבות דיאלקטריות. השכבה הדיאלקטרית הפנימית היא שכבת קצף דיאלקטרי, והשכבה הדיאלקטרית החיצונית היא שכבה מטא-חומרית. המבנה הספציפי מוצג באיור 11. באמצעות בדיקה, ביצועי הקרינה של האנטנה שופרו בהשוואה לננו-צינורות פחמן בעלי דופן יחידה.
איור 11 אנטנת טרה-הרץ חדשה המבוססת על ננו-צינורות פחמן
אנטנות החומר החדשות של terahertz שהוצעו לעיל הן בעיקרן תלת מימדיות. על מנת לשפר את רוחב הפס של האנטנה וליצור אנטנות קונפורמיות, אנטנות גרפן מישוריות זכו לתשומת לב נרחבת. לגרפן מאפייני בקרה רציפים דינמיים מצוינים והוא יכול ליצור פלזמה על פני השטח על ידי התאמת מתח ההטיה. פלזמה פני השטח קיימת על הממשק בין מצעים קבועים דיאלקטריים חיוביים (כגון Si, SiO2 וכו') לבין מצעים קבועים דיאלקטריים שליליים (כגון מתכות יקרות, גרפן וכו'). ישנו מספר רב של "אלקטרונים חופשיים" במוליכים כגון מתכות יקרות וגרפין. אלקטרונים חופשיים אלה נקראים גם פלזמות. בשל השדה הפוטנציאלי המובנה במוליך, פלזמות אלו נמצאות במצב יציב ואינן מופרעות על ידי העולם החיצון. כאשר אנרגיית הגל האלקטרומגנטי הנכנס מצמידים לפלזמות אלו, הפלזמות יחרגו מהמצב היציב וירטטו. לאחר ההמרה, המצב האלקטרומגנטי יוצר גל מגנטי רוחבי בממשק. על פי התיאור של יחסי הפיזור של פלזמה משטח מתכת על ידי מודל Drude, מתכות אינן יכולות להתחבר באופן טבעי עם גלים אלקטרומגנטיים בחלל פנוי ולהמיר אנרגיה. יש צורך להשתמש בחומרים אחרים כדי לעורר גלי פלזמה פני השטח. גלי פלזמה פני השטח מתפוררים במהירות בכיוון המקביל של ממשק מתכת-מצע. כאשר מוליך המתכת מוליך בכיוון הניצב לפני השטח, מתרחשת אפקט עור. ברור שבשל גודלה הקטן של האנטנה יש אפקט סקין בפס התדרים הגבוהים, הגורם לירידה חדה בביצועי האנטנה ולא יכול לעמוד בדרישות של אנטנות טרה-הרץ. לפלסמון השטח של גרפן יש לא רק כוח קישור גבוה יותר ואובדן נמוך יותר, אלא גם תומך בכוונון חשמלי מתמשך. בנוסף, לגרפן מוליכות מורכבת ברצועת הטרה-הרץ. לכן, התפשטות גל איטי קשורה למצב הפלזמה בתדרי טרה-הרץ. מאפיינים אלה מדגימים באופן מלא את היתכנותו של גרפן להחליף חומרי מתכת ברצועת הטרה-הרץ.
בהתבסס על התנהגות הקיטוב של פלסמונים משטחי גרפן, איור 12 מציג סוג חדש של אנטנת רצועה, ומציע את צורת הפס של מאפייני ההתפשטות של גלי פלזמה בגרפן. העיצוב של רצועת האנטנה הניתנת לכוונון מספק דרך חדשה לחקור את מאפייני ההתפשטות של אנטנות חומר חדש של terahertz.
איור 12 אנטנת רצועה חדשה
בנוסף לחקר רכיבי אנטנת חומר חדש של terahertz, ניתן לעצב אנטנות גרפן nanopatch terahertz גם כמערכים לבניית מערכות תקשורת אנטנות מרובות כניסות של terahertz. מבנה האנטנה מוצג באיור 13. בהתבסס על המאפיינים הייחודיים של אנטנות ננו-פאץ' גרפן, לרכיבי האנטנה יש ממדים בקנה מידה מיקרוני. שקיעת אדים כימית מסנתזת ישירות תמונות גרפן שונות על שכבת ניקל דקה ומעבירה אותן לכל מצע. על ידי בחירת מספר מתאים של רכיבים ושינוי מתח ההטיה האלקטרוסטטית, ניתן לשנות ביעילות את כיוון הקרינה, מה שהופך את המערכת לניתנת להגדרה מחדש.
איור 13 מערך אנטנות Graphene nanopatch terahertz
מחקר של חומרים חדשים הוא כיוון חדש יחסית. חדשנות החומרים צפויה לפרוץ את מגבלות האנטנות המסורתיות ולפתח מגוון רחב של אנטנות חדשות, כגון מטא-חומרים הניתנים להגדרה מחדש, חומרים דו מימדיים (2D) וכו'. עם זאת, סוג זה של אנטנות תלוי בעיקר בחדשנות של חדשות חומרים וקידום טכנולוגיית התהליך. בכל מקרה, פיתוח אנטנות terahertz דורש חומרים חדשניים, טכנולוגיית עיבוד מדויקת ומבני עיצוב חדשניים כדי לעמוד בדרישות הרווח הגבוה, העלות הנמוכה ורוחב הפס הרחב של אנטנות terahertz.
להלן מוצגים העקרונות הבסיסיים של שלושה סוגים של אנטנות טרה-הרץ: אנטנות מתכת, אנטנות דיאלקטריות ואנטנות חומר חדשות, ומנתח את ההבדלים והיתרונות והחסרונות שלהן.
1. אנטנת מתכת: הגיאומטריה פשוטה, קלה לעיבוד, עלות נמוכה יחסית ודרישות נמוכות לחומרי מצע. עם זאת, אנטנות מתכת משתמשות בשיטה מכנית כדי להתאים את מיקום האנטנה, הנוטה לשגיאות. אם ההתאמה אינה נכונה, ביצועי האנטנה יופחתו במידה ניכרת. למרות שאנטנת המתכת קטנה בגודלה, קשה להרכיב אותה עם מעגל מישורי.
2. אנטנה דיאלקטרית: האנטנה הדיאלקטרית בעלת עכבת כניסה נמוכה, קלה להתאים אותה לגלאי עכבה נמוכה ופשוטה יחסית לחיבור עם מעגל מישורי. הצורות הגיאומטריות של אנטנות דיאלקטריות כוללות צורת פרפר, צורת U כפולה, צורה לוגריתמית קונבנציונלית וצורת סינוס מחזורית לוגריתמית. עם זאת, לאנטנות דיאלקטריות יש גם פגם קטלני, כלומר אפקט גל פני השטח שנגרם על ידי המצע העבה. הפתרון הוא להעמיס עדשה ולהחליף את המצע הדיאלקטרי במבנה EBG. שני הפתרונות דורשים חדשנות ושיפור מתמיד של טכנולוגיית תהליך וחומרים, אך הביצועים המצוינים שלהם (כגון כל-כיווניות ודיכוי גלי פני השטח) יכולים לספק רעיונות חדשים למחקר של אנטנות טרה-הרץ.
3. אנטנות חומר חדשות: נכון לעכשיו, הופיעו אנטנות דיפול חדשות העשויות מננו-צינוריות פחמן ומבני אנטנה חדשים העשויים ממטא-חומרים. חומרים חדשים יכולים להביא פריצות דרך ביצועים חדשות, אבל הנחת היסוד היא החידוש של מדעי החומרים. נכון לעכשיו, המחקר על אנטנות חומר חדשות נמצא עדיין בשלב חקר, וטכנולוגיות מפתח רבות אינן בשלות מספיק.
לסיכום, ניתן לבחור סוגים שונים של אנטנות terahertz בהתאם לדרישות התכנון:
1) אם נדרש עיצוב פשוט ועלות ייצור נמוכה, ניתן לבחור אנטנות מתכת.
2) אם נדרשת אינטגרציה גבוהה ועכבת כניסה נמוכה, ניתן לבחור אנטנות דיאלקטריות.
3) אם נדרשת פריצת דרך בביצועים, ניתן לבחור אנטנות חומר חדשות.
ניתן גם להתאים את העיצובים לעיל לפי דרישות ספציפיות. לדוגמה, ניתן לשלב שני סוגי אנטנות כדי להשיג יותר יתרונות, אך שיטת ההרכבה וטכנולוגיית העיצוב חייבות לעמוד בדרישות מחמירות יותר.
למידע נוסף על אנטנות, בקר בכתובת:
זמן פרסום: אוגוסט-02-2024
