ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಾಧನಗಳ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಜನಪ್ರಿಯತೆಯೊಂದಿಗೆ, ಡೇಟಾ ಸೇವೆಗಳು ಕ್ಷಿಪ್ರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹೊಸ ಅವಧಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿವೆ, ಇದನ್ನು ಡೇಟಾ ಸೇವೆಗಳ ಸ್ಫೋಟಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಕ್ರಮೇಣವಾಗಿ ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳಂತಹ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತಿವೆ, ಅದು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯು ಡೇಟಾ ದಟ್ಟಣೆಯಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಕೊರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. . ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಮುಂದಿನ 10 ರಿಂದ 15 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿನ ಡೇಟಾ ದರವು Gbps ಅಥವಾ Tbps ಅನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ತುತ, THz ಸಂವಹನವು Gbps ಡೇಟಾ ದರವನ್ನು ತಲುಪಿದೆ, ಆದರೆ Tbps ಡೇಟಾ ದರವು ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿದೆ. ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾಗದವು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ Gbps ಡೇಟಾ ದರಗಳಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಮೂಲಕ Tbps ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಒಂದು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಪರಿಹಾರವೆಂದರೆ ಹೊಸ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು, ಇದು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕಿನ ನಡುವಿನ "ಖಾಲಿ ಪ್ರದೇಶ" ದಲ್ಲಿದೆ. 2019 ರಲ್ಲಿ ನಡೆದ ITU ವರ್ಲ್ಡ್ ರೇಡಿಯೊಕಮ್ಯುನಿಕೇಶನ್ ಕಾನ್ಫರೆನ್ಸ್ (WRC-19) ನಲ್ಲಿ, ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಭೂ ಮೊಬೈಲ್ ಸೇವೆಗಳಿಗಾಗಿ 275-450GHz ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧಕರ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.03-3 ಮಿಮೀ ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ 0.1-10THz (1THz=1012Hz) ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. IEEE ಮಾನದಂಡದ ಪ್ರಕಾರ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳನ್ನು 0.3-10THz ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕಿನ ನಡುವೆ ಇದೆ ಎಂದು ಚಿತ್ರ 1 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 1 THz ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂಶೋಧನೆಯು 19 ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾದರೂ, ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣದ ಮೇಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ದೂರದ ಅತಿಗೆಂಪು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿತ್ತು. 20 ನೇ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯದಿಂದ ಕೊನೆಯವರೆಗೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಮುನ್ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ವಿಶೇಷವಾದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು.
1980 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲಗಳ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿತು. 21 ನೇ ಶತಮಾನದಿಂದ, ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಂಡಿದೆ ಮತ್ತು ಮಾಹಿತಿಗಾಗಿ ಜನರ ಬೇಡಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳ ಹೆಚ್ಚಳವು ಸಂವಹನ ಡೇಟಾದ ಪ್ರಸರಣ ದರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಒಂದು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಗಿಗಾಬಿಟ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೇಟಾ ದರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಆರ್ಥಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು ಹೆಚ್ಚು ವಿರಳವಾಗಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಂವಹನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ವೇಗಕ್ಕೆ ಮಾನವ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಅಂತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ದಟ್ಟಣೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಾಗಿ, ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅನೇಕ ಕಂಪನಿಗಳು ಮಲ್ಟಿಪಲ್-ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮಲ್ಟಿಪಲ್-ಔಟ್‌ಪುಟ್ (MIMO) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. 5G ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರತಿ ಬಳಕೆದಾರರ ಡೇಟಾ ಸಂಪರ್ಕದ ವೇಗವು Gbps ಅನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೇಸ್ ಸ್ಟೇಷನ್‌ಗಳ ಡೇಟಾ ದಟ್ಟಣೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳು ಈ ಬೃಹತ್ ಡೇಟಾ ಸ್ಟ್ರೀಮ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ದೃಷ್ಟಿ ರೇಖೆಯ ಪ್ರಭಾವದಿಂದಾಗಿ, ಅತಿಗೆಂಪು ಸಂವಹನದ ಪ್ರಸರಣ ಅಂತರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳ ಸ್ಥಳವನ್ನು ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪು ನಡುವೆ ಇರುವ THz ತರಂಗಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಮತ್ತು THz ಲಿಂಕ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣ ದರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳು ವಿಶಾಲವಾದ ಸಂವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದರ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯು ಮೊಬೈಲ್ ಸಂವಹನಗಳಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 1000 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು THz ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೇಟಾ ದರಗಳ ಸವಾಲಿಗೆ ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ, ಇದು ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮಗಳ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿದೆ. ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ 2017 ರಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ THz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ಗುಣಮಟ್ಟ IEEE 802.15.3d-2017 ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದು 252-325 GHz ನ ಕಡಿಮೆ THz ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಪಾಯಿಂಟ್-ಟು-ಪಾಯಿಂಟ್ ಡೇಟಾ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ. ಲಿಂಕ್‌ನ ಪರ್ಯಾಯ ಭೌತಿಕ ಲೇಯರ್ (PHY) ವಿವಿಧ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 100 Gbps ವರೆಗಿನ ಡೇಟಾ ದರಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.
0.12 THz ನ ಮೊದಲ ಯಶಸ್ವಿ THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು 2004 ರಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು 0.3 THz ನ THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು 2013 ರಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. 2004 ರಿಂದ 2013 ರವರೆಗೆ ಜಪಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕೋಷ್ಟಕ 1 2004 ರಿಂದ 2013 ರವರೆಗೆ ಜಪಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿ
2004 ರಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಪ್ಪಾನ್ ಟೆಲಿಗ್ರಾಫ್ ಮತ್ತು ಟೆಲಿಫೋನ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಷನ್ (NTT) 2005 ರಲ್ಲಿ ವಿವರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಿದೆ. ಆಂಟೆನಾ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಅನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಎರಡು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು.
ಚಿತ್ರ 2 ಜಪಾನ್‌ನ NTT 120 GHz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
ಸಿಸ್ಟಮ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಕಾರ್ಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:
1. ನಿಕಟ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಒಳಾಂಗಣ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ, ಒಳಾಂಗಣದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಆಂಟೆನಾ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಚಿತ್ರ 2(a) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸಿಂಗಲ್-ಲೈನ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಫೋಟೋಡಿಯೋಡ್ (UTC-PD) ಚಿಪ್, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸ್ಲಾಟ್ ಆಂಟೆನಾ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.
2. ದೀರ್ಘ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಹೊರಾಂಗಣ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ, ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ನ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಂವೇದನೆಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಆಂಟೆನಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾವು 50 dBi ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭದೊಂದಿಗೆ ಗಾಸಿಯನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಫೀಡ್ ಹಾರ್ನ್ ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2(b) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
0.12 THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, NTT 2012 ರಲ್ಲಿ 0.3THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು. ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ, ಪ್ರಸರಣ ದರವು 100Gbps ವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಟೇಬಲ್ 1 ರಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಇದು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನಾ ಕಾರ್ಯವು ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಆವರ್ತನ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚದ ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಂದ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೊಸತನವಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಟೇಬಲ್ 2 ಜರ್ಮನ್ THz ಸಂವಹನದ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 3 (a) ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಪ್ರತಿನಿಧಿ THz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 3 (ಬಿ) ಗಾಳಿ ಸುರಂಗ ಪರೀಕ್ಷಾ ದೃಶ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಜರ್ಮನಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ನಿರ್ಣಯಿಸುವುದು, ಅದರ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಆವರ್ತನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆಯಂತಹ ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಕೋಷ್ಟಕ 2 ಜರ್ಮನಿಯಲ್ಲಿ THz ಸಂವಹನದ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿ
ಚಿತ್ರ 3 ಗಾಳಿ ಸುರಂಗ ಪರೀಕ್ಷಾ ದೃಶ್ಯ
CSIRO ICT ಕೇಂದ್ರವು THz ಒಳಾಂಗಣ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಮೇಲೆ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದೆ. ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ವರ್ಷ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಆವರ್ತನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕೇಂದ್ರವು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದೆ. ಚಿತ್ರ 4 ರಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, 2020 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ. ರೇಡಿಯೋ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಗರಿಷ್ಠ ಸಂವಹನ ಆವರ್ತನವು ಪ್ರತಿ ಇಪ್ಪತ್ತು ವರ್ಷಗಳಿಗೊಮ್ಮೆ ಸುಮಾರು ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರವು THz ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಗತ್ಯತೆಗಳ ಕುರಿತು ಶಿಫಾರಸುಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದೆ ಮತ್ತು THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹಾರ್ನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದೆ. ಚಿತ್ರ 5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಎರಡು ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 0.84THz ಮತ್ತು 1.7THz ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಸರಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಗಾಸಿಯನ್ ಕಿರಣದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ.
ಚಿತ್ರ 4 ವರ್ಷ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
ಚಿತ್ರ 5 ಎರಡು ರೀತಿಯ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯ ಬಗ್ಗೆ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದೆ. ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಜೆಟ್ ಪ್ರೊಪಲ್ಷನ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಜೆಪಿಎಲ್), ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಲೀನಿಯರ್ ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ ಸೆಂಟರ್ (ಎಸ್‌ಎಲ್‌ಎಸಿ), ಯುಎಸ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಎಲ್‌ಎಲ್‌ಎನ್‌ಎಲ್), ನ್ಯಾಷನಲ್ ಏರೋನಾಟಿಕ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಅಡ್ಮಿನಿಸ್ಟ್ರೇಷನ್ (ನಾಸಾ), ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್ (ಎನ್‌ಎಸ್‌ಎಫ್), ಇತ್ಯಾದಿ. ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಹೊಸ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಬೌಟಿ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಬೀಮ್ ಸ್ಟೀರಿಂಗ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು. ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ನಾವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗಾಗಿ ಮೂರು ಮೂಲಭೂತ ವಿನ್ಯಾಸ ಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.
ಚಿತ್ರ 6 ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗಾಗಿ ಮೂರು ಮೂಲಭೂತ ವಿನ್ಯಾಸ ಕಲ್ಪನೆಗಳು
ಅನೇಕ ದೇಶಗಳು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನವನ್ನು ನೀಡಿದ್ದರೂ, ಇದು ಇನ್ನೂ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಮೇಲಿನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ, THz ಆಂಟೆನಾಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ ದೂರ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ. ಕೆಲವು ಅಧ್ಯಯನಗಳು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಾಭವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತವಾದ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂವಹನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಸಹ ಬಹಳ ತುರ್ತು ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯ THz ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಹಲವು ವಿಧದ THz ಆಂಟೆನಾಗಳು ಲಭ್ಯವಿವೆ: ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಮೂಲೆಯ ಪ್ರತಿಫಲಕ ಅರೇಗಳು, ಬೌಟಿ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಳು, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, THz ಮೂಲ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಫೋಟೊಕಂಡಕ್ಟಿವ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, THz ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ. THz ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳು ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಅವುಗಳನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು), ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು (ಲೆನ್ಸ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು) ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳು ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಭಾಗವು ಮೊದಲು ಈ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಮುಂದಿನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಐದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ THz ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಳವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
1. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ ಆಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಲಾಸಿಕ್ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ರಿಸೀವರ್‌ನ ಆಂಟೆನಾ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಕೊಂಬು. ಸುಕ್ಕುಗಟ್ಟಿದ ಮತ್ತು ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಸಮ್ಮಿತೀಯ ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿಗಳು, 20 ರಿಂದ 30 dBi ವರೆಗಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭ ಮತ್ತು -30 dB ಯ ಕಡಿಮೆ ಅಡ್ಡ-ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಮಟ್ಟ, ಮತ್ತು 97% ರಿಂದ 98% ರಷ್ಟು ಜೋಡಿಸುವ ದಕ್ಷತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಎರಡು ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 30%-40% ಮತ್ತು 6%-8%.
ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳ ಆವರ್ತನವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾದ ಗಾತ್ರವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಕೊಂಬಿನ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಬಹಳ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಗಳ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯು ಅತಿಯಾದ ವೆಚ್ಚಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೀಮಿತ ಉತ್ಪಾದನೆ. ಸಂಕೀರ್ಣ ಕೊಂಬಿನ ವಿನ್ಯಾಸದ ಕೆಳಭಾಗವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆಯಿಂದಾಗಿ, ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಅಥವಾ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಕೊಂಬಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸರಳವಾದ ಕೊಂಬಿನ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾದ ವಿಕಿರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು. ಚೆನ್ನಾಗಿ.
ಮತ್ತೊಂದು ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾವು ಪ್ರಯಾಣದ ತರಂಗ ಪಿರಮಿಡ್ ಆಂಟೆನಾವಾಗಿದ್ದು, ಇದು 1.2 ಮೈಕ್ರಾನ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪ್ರಯಾಣದ ತರಂಗ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆತ್ತಲಾದ ಉದ್ದದ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಆಂಟೆನಾ ತೆರೆದ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. Schottky ಡಯೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅದರ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಕಾರಣ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.6 THz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಂಟೆನಾದ ಸೈಡ್‌ಲೋಬ್ ಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಮಟ್ಟವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಬಹುಶಃ ಅದರ ತೆರೆದ ರಚನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅದರ ಜೋಡಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಸುಮಾರು 50%).
ಚಿತ್ರ 7 ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಪಿರಮಿಡ್ ಆಂಟೆನಾ
2. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ
ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾವು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ರೇಡಿಯೇಟರ್‌ನ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಸರಿಯಾದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸರಳ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಸುಲಭ ಏಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಹಲವಾರು ನ್ಯಾರೋಬ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸೈಡ್-ಫೈರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಕಡಿಮೆ-ನಿರೋಧಕ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ: ಬಟರ್‌ಫ್ಲೈ ಆಂಟೆನಾ, ಡಬಲ್ ಯು-ಆಕಾರದ ಆಂಟೆನಾ, ಲಾಗ್-ಆವರ್ತಕ ಆಂಟೆನಾ ಮತ್ತು ಲಾಗ್-ಆವರ್ತಕ ಸೈನುಸೈಡಲ್ ಆಂಟೆನಾ ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಆಂಟೆನಾ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು ಆನುವಂಶಿಕ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು.
ಚಿತ್ರ 8 ನಾಲ್ಕು ವಿಧದ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾವು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದರಿಂದ, ಆವರ್ತನವು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಒಲವು ತೋರಿದಾಗ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾರಣಾಂತಿಕ ಅನನುಕೂಲತೆಯು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಂಟೆನಾ ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 9 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣ ಕೋನವು ಕಟ್ಆಫ್ ಕೋನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅದರ ಶಕ್ತಿಯು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಮೋಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 9 ಆಂಟೆನಾ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮ
ತಲಾಧಾರದ ದಪ್ಪವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಹೈ-ಆರ್ಡರ್ ಮೋಡ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ನಡುವಿನ ಜೋಡಣೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಲು, ಮೂರು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಯೋಜನೆಗಳಿವೆ:
1) ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ಬೀಮ್ಫಾರ್ಮಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಾಭವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಆಂಟೆನಾದಲ್ಲಿ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಲೋಡ್ ಮಾಡಿ.
2) ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮದ ವಿಧಾನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ತಲಾಧಾರದ ದಪ್ಪವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ.
3) ತಲಾಧಾರ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದೊಂದಿಗೆ (EBG) ಬದಲಾಯಿಸಿ. EBG ಯ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಹೈ-ಆರ್ಡರ್ ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು.
3. ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಮೇಲಿನ ಎರಡು ಆಂಟೆನಾಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಕೂಡ ಇದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 2006 ರಲ್ಲಿ, ಜಿನ್ ಹಾವೊ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ಡೈಪೋಲ್ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಚಿತ್ರ 10 (a) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಅವರು ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಅತಿಗೆಂಪು ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಸೀಮಿತ-ಉದ್ದದ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾದ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿತರಣೆ, ಲಾಭ, ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಿದರು. ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಚಿತ್ರ 10 (ಬಿ) ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 10(b) ನಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಭಾಗವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಬಹು ಸೊನ್ನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಆಂಟೆನಾ ಬಹು ಅನುರಣನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ಆಂಟೆನಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯೊಳಗೆ ಅನುರಣನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ (ಕಡಿಮೆ THz ಆವರ್ತನಗಳು), ಆದರೆ ಈ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಹೊರಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಚಿತ್ರ 10 (a) ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾ. (ಬಿ) ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಕರ್ವ್
2012 ರಲ್ಲಿ, ಸಮೀರ್ ಎಫ್. ಮಹಮೂದ್ ಮತ್ತು ಆಯದ್ ಆರ್. ಅಲ್ಅಜ್ಮಿ ಅವರು ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೊಸ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಇದು ಎರಡು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುವ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ಬಂಡಲ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಒಳಗಿನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರವು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫೋಮ್ ಪದರವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರವು ಮೆಟಾಮೆಟೀರಿಯಲ್ ಪದರವಾಗಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 11 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಮೂಲಕ, ಏಕ-ಗೋಡೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಆಂಟೆನಾದ ವಿಕಿರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಚಿತ್ರ 11 ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಹೊಸ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ
ಮೇಲೆ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಹೊಸ ವಸ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ಆಯಾಮದವುಗಳಾಗಿವೆ. ಆಂಟೆನಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಕನ್ಫಾರ್ಮಲ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಡೈನಾಮಿಕ್ ನಿರಂತರ ನಿಯಂತ್ರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಬಯಾಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಧನಾತ್ಮಕ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ತಲಾಧಾರಗಳು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ Si, SiO2, ಇತ್ಯಾದಿ) ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ತಲಾಧಾರಗಳ (ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ನಡುವಿನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಂತಹ ವಾಹಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ "ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು" ಇವೆ. ಈ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ಅಂತರ್ಗತ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದಾಗಿ, ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ಪ್ರಪಂಚದಿಂದ ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಘಟನೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ವಿಪಥಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಿವರ್ತನೆಯ ನಂತರ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಮೋಡ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಡ್ರೂಡ್ ಮಾದರಿಯಿಂದ ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಪ್ರಸರಣ ಸಂಬಂಧದ ವಿವರಣೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಲೋಹಗಳು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಮುಕ್ತ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಲೋಹದ-ತಲಾಧಾರ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನ ಸಮಾನಾಂತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಲೆಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತವೆ. ಲೋಹದ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಸಿದಾಗ, ಚರ್ಮದ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಆಂಟೆನಾದ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಚರ್ಮದ ಪರಿಣಾಮವಿದೆ, ಇದು ಆಂಟೆನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕುಸಿಯಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧಿಸುವ ಬಲವನ್ನು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಶ್ರುತಿಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಧಾನ ತರಂಗ ಪ್ರಸರಣವು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.
ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್‌ಗಳ ಧ್ರುವೀಕರಣದ ವರ್ತನೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಚಿತ್ರ 12 ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಲೆಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಆಕಾರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುತ್ತದೆ. ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಆಂಟೆನಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸವು ಹೊಸ ವಸ್ತುವಿನ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 12 ಹೊಸ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ ಆಂಟೆನಾ
ಘಟಕದ ಹೊಸ ವಸ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಪ್ಯಾಚ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಮಲ್ಟಿ-ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮಲ್ಟಿ-ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಆಂಟೆನಾ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಅರೇಗಳಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 13 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಪ್ಯಾಚ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಆಂಟೆನಾ ಅಂಶಗಳು ಮೈಕ್ರಾನ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯು ತೆಳುವಾದ ನಿಕಲ್ ಪದರದ ಮೇಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಯಾವುದೇ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಬಯಾಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಿಕಿರಣದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಮರುಸಂರಚಿಸಬಹುದು.
ಚಿತ್ರ 13 ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಪ್ಯಾಚ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಅರೇ
ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೊಸ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸಿ ಮತ್ತು ಮರುಸಂರಚಿಸುವ ಮೆಟಾಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳು, ಎರಡು ಆಯಾಮದ (2D) ವಸ್ತುಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಹೊಸ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ರೀತಿಯ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೊಸ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿ. ಯಾವುದೇ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ನವೀನ ವಸ್ತುಗಳು, ನಿಖರವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ನವೀನ ವಿನ್ಯಾಸ ರಚನೆಗಳು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭ, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲವಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
ಕೆಳಗಿನವು ಮೂರು ವಿಧದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ: ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ.
1. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ: ರೇಖಾಗಣಿತವು ಸರಳವಾಗಿದೆ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಆಂಟೆನಾದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಯಾಂತ್ರಿಕ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ದೋಷಗಳಿಗೆ ಗುರಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಸರಿಯಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಆಂಟೆನಾದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಬಹಳವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೂ, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.
2. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ: ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ ಕಡಿಮೆ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರಗಳು ಚಿಟ್ಟೆ ಆಕಾರ, ಡಬಲ್ U ಆಕಾರ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲಾಗರಿಥಮಿಕ್ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಲಾಗರಿಥಮಿಕ್ ಆವರ್ತಕ ಸೈನ್ ಆಕಾರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಸಹ ಮಾರಣಾಂತಿಕ ದೋಷವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ದಪ್ಪ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮ. ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಲೋಡ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು EBG ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವುದು ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ. ಎರಡೂ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಸುಧಾರಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಓಮ್ನಿಡೈರೆಕ್ಷನಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ನಿಗ್ರಹ) ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಹೊಸ ಆಲೋಚನೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
3. ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳು: ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಹೊಸ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಮೆಟಾಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಹೊಸ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿವೆ. ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳು ಹೊಸ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ತರಬಹುದು, ಆದರೆ ಪ್ರಮೇಯವು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದ ನಾವೀನ್ಯತೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಇನ್ನೂ ಪರಿಶೋಧನಾ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಪ್ರಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲ.
ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ವಿನ್ಯಾಸದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು:
1) ಸರಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚದ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು.
2) ಹೆಚ್ಚಿನ ಏಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು.
3) ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು.
ಮೇಲಿನ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸರಿಹೊಂದಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಎರಡು ರೀತಿಯ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು.
ಆಂಟೆನಾಗಳ ಕುರಿತು ಇನ್ನಷ್ಟು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು, ದಯವಿಟ್ಟು ಭೇಟಿ ನೀಡಿ:
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಆಗಸ್ಟ್-02-2024
