ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಾಧನಗಳ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಜನಪ್ರಿಯತೆಯೊಂದಿಗೆ, ಡೇಟಾ ಸೇವೆಗಳು ತ್ವರಿತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹೊಸ ಅವಧಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿವೆ, ಇದನ್ನು ಡೇಟಾ ಸೇವೆಗಳ ಸ್ಫೋಟಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಂದ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸುಲಭವಾದ ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳಂತಹ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕ್ರಮೇಣ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತಿವೆ, ಆದರೆ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯು ಡೇಟಾ ಟ್ರಾಫಿಕ್‌ನಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಕೊರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಅಂಕಿಅಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿನ ಡೇಟಾ ದರವು ಮುಂದಿನ 10 ರಿಂದ 15 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ Gbps ಅಥವಾ Tbps ಅನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ತುತ, THz ಸಂವಹನವು Gbps ಡೇಟಾ ದರವನ್ನು ತಲುಪಿದೆ, ಆದರೆ Tbps ಡೇಟಾ ದರವು ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿದೆ. ಸಂಬಂಧಿತ ಪತ್ರಿಕೆಯು THz ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ Gbps ಡೇಟಾ ದರಗಳಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಮೂಲಕ Tbps ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಒಂದು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯ ಪರಿಹಾರವೆಂದರೆ ಹೊಸ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು, ಇದು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್, ಇದು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕಿನ ನಡುವೆ "ಖಾಲಿ ಪ್ರದೇಶ"ದಲ್ಲಿದೆ. 2019 ರಲ್ಲಿ ನಡೆದ ITU ವಿಶ್ವ ರೇಡಿಯೋಕಮ್ಯುನಿಕೇಶನ್ ಸಮ್ಮೇಳನದಲ್ಲಿ (WRC-19), ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಭೂ ಮೊಬೈಲ್ ಸೇವೆಗಳಿಗೆ 275-450GHz ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧಕರ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿವೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.1-10THz (1THz=1012Hz) ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು 0.03-3 ಮಿಮೀ ತರಂಗಾಂತರ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. IEEE ಮಾನದಂಡದ ಪ್ರಕಾರ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳನ್ನು 0.3-10THz ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್‌ಗಳು 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 ಕುರಿತಾದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ದೂರದ-ಅತಿಗೆಂಪು ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿತ್ತು. 20 ನೇ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯದಿಂದ ಕೊನೆಯವರೆಗೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಮುನ್ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು.
1980 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲಗಳ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿತು. 21 ನೇ ಶತಮಾನದಿಂದ, ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಂಡಿದೆ ಮತ್ತು ಜನರ ಮಾಹಿತಿಯ ಬೇಡಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳ ಹೆಚ್ಚಳವು ಸಂವಹನ ದತ್ತಾಂಶದ ಪ್ರಸರಣ ದರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಒಂದು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಗಿಗಾಬಿಟ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೇಟಾ ದರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದು. ಪ್ರಸ್ತುತ ಆರ್ಥಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು ಹೆಚ್ಚು ವಿರಳವಾಗಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಂವಹನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ವೇಗಕ್ಕೆ ಮಾನವ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಅಂತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ದಟ್ಟಣೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ, ಅನೇಕ ಕಂಪನಿಗಳು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಬಹು-ಇನ್ಪುಟ್ ಬಹು-ಔಟ್ಪುಟ್ (MIMO) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. 5G ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರತಿ ಬಳಕೆದಾರರ ಡೇಟಾ ಸಂಪರ್ಕ ವೇಗವು Gbps ಅನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೂಲ ಕೇಂದ್ರಗಳ 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 ದೂರವು ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂವಹನ ಸಾಧನಗಳ ಸ್ಥಳವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅತಿಗೆಂಪುಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವ THz ತರಂಗಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಮತ್ತು THz ಲಿಂಕ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣ ದರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳು ವಿಶಾಲವಾದ ಸಂವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಬಲ್ಲವು ಮತ್ತು ಅದರ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯು ಮೊಬೈಲ್ ಸಂವಹನಗಳಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 1000 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು THz ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೇಟಾ ದರಗಳ ಸವಾಲಿಗೆ ಭರವಸೆಯ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ, ಇದು ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿದೆ. ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ 2017 ರಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ THz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ಮಾನದಂಡ IEEE 802.15.3d-2017 ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದು 252-325 GHz ನ ಕಡಿಮೆ THz ಆವರ್ತನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಪಾಯಿಂಟ್-ಟು-ಪಾಯಿಂಟ್ ಡೇಟಾ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ. ಲಿಂಕ್‌ನ ಪರ್ಯಾಯ ಭೌತಿಕ ಪದರ (PHY) ವಿಭಿನ್ನ 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 ಸಾಕಾರಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. 2004 ರಿಂದ 2013 ರವರೆಗಿನ ಜಪಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕೋಷ್ಟಕ 1 2004 ರಿಂದ 2013 ರವರೆಗೆ ಜಪಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿ
2004 ರಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯನ್ನು 2005 ರಲ್ಲಿ ನಿಪ್ಪಾನ್ ಟೆಲಿಗ್ರಾಫ್ ಮತ್ತು ಟೆಲಿಫೋನ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಷನ್ (NTT) ವಿವರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಿದೆ. ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಆಂಟೆನಾ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಎರಡು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು.
ಚಿತ್ರ 2 ಜಪಾನ್‌ನ NTT 120 GHz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ 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, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಸಂವೇದನೆಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್ ಆಂಟೆನಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ 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 ಸಹ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು. ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ, ಪ್ರಸರಣ ದರವು 100Gbps ವರೆಗೆ ಇರಬಹುದು. ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಇದು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನಾ ಕಾರ್ಯವು ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಆವರ್ತನ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚದ ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಂದ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಇದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಕೋಷ್ಟಕ 2 ಜರ್ಮನ್ THz ಸಂವಹನದ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 3 (ಎ) ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಪ್ರತಿನಿಧಿ THz ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 3 (ಬಿ) ವಿಂಡ್ ಟನಲ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ದೃಶ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಜರ್ಮನಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ನಿರ್ಣಯಿಸಿದರೆ, ಅದರ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಆವರ್ತನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆಯಂತಹ ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದೆ.
ಕೋಷ್ಟಕ 2 ಜರ್ಮನಿಯಲ್ಲಿ THz ಸಂವಹನದ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಗತಿ
ಚಿತ್ರ 3 ವಿಂಡ್ ಟನಲ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ದೃಶ್ಯ
CSIRO ICT ಕೇಂದ್ರವು THz ಒಳಾಂಗಣ ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಸಹ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದೆ. ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಕೇಂದ್ರವು ವರ್ಷ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಆವರ್ತನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದೆ. ಚಿತ್ರ 4 ರಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, 2020 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ವೈರ್‌ಲೆಸ್ ಸಂವಹನಗಳ ಕುರಿತಾದ ಸಂಶೋಧನೆಯು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ. ರೇಡಿಯೋ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಗರಿಷ್ಠ ಸಂವಹನ ಆವರ್ತನವು ಪ್ರತಿ ಇಪ್ಪತ್ತು ವರ್ಷಗಳಿಗೊಮ್ಮೆ ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. THz ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು THz ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹಾರ್ನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳಂತಹ ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಕುರಿತು ಕೇಂದ್ರವು ಶಿಫಾರಸುಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದೆ. 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
ಆರ್‌ಎಂ-ಬಿಡಿಎಚ್‌ಎ 818-20ಎ
ಆರ್‌ಎಂ-ಡಿಸಿಪಿಎಚ್‌ಎ105145-20
ಚಿತ್ರ 5 ಎರಡು ರೀತಿಯ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆ ಕುರಿತು ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ ವ್ಯಾಪಕ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದೆ. ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಜೆಟ್ ಪ್ರೊಪಲ್ಷನ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಜೆಪಿಎಲ್), ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಲೀನಿಯರ್ ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ ಸೆಂಟರ್ (ಎಸ್‌ಎಲ್‌ಎಸಿ), ಯುಎಸ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ (ಎಲ್‌ಎಲ್‌ಎನ್‌ಎಲ್), ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಏರೋನಾಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಆಡಳಿತ (ನಾಸಾ), ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಪ್ರತಿಷ್ಠಾನ (ಎನ್‌ಎಸ್‌ಎಫ್) ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿವೆ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹೊಸ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಬೌಟೈ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಬೀಮ್ ಸ್ಟೀರಿಂಗ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ನಾವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗಾಗಿ ಮೂರು ಮೂಲಭೂತ ವಿನ್ಯಾಸ ಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.
ಚಿತ್ರ 6 ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗೆ ಮೂರು ಮೂಲ ವಿನ್ಯಾಸ ಕಲ್ಪನೆಗಳು
ಮೇಲಿನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಅನೇಕ ದೇಶಗಳು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನ ನೀಡಿದ್ದರೂ, ಅದು ಇನ್ನೂ ಆರಂಭಿಕ ಪರಿಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ, THz ಆಂಟೆನಾಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ ದೂರ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಕೆಲವು ಅಧ್ಯಯನಗಳು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಆವರ್ತನಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಾಭವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತವಾದ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂವಹನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಎಂಬುದು ಸಹ ಬಹಳ ತುರ್ತು ವಿಷಯವಾಗಿದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯ THz ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಹಲವು ವಿಧದ THz ಆಂಟೆನಾಗಳು ಲಭ್ಯವಿದೆ: ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಮೂಲೆಯ ಪ್ರತಿಫಲಕ ಸರಣಿಗಳು, ಬೌಟೈ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಳು, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಪ್ಲಾನರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, THz ಮೂಲ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ದ್ಯುತಿವಾಹಕ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ THz ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ. THz ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಅವುಗಳನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು), ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು (ಲೆನ್ಸ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು) ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಭಾಗವು ಮೊದಲು ಈ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಮುಂದಿನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಐದು ವಿಶಿಷ್ಟ THz ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಳವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
1. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾವು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ ಆಗಿದೆ. ಕ್ಲಾಸಿಕ್ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ತರಂಗ ರಿಸೀವರ್‌ನ ಆಂಟೆನಾ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಹಾರ್ನ್ ಆಗಿದೆ. ಸುಕ್ಕುಗಟ್ಟಿದ ಮತ್ತು ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಸಮ್ಮಿತೀಯ ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿಗಳು, 20 ರಿಂದ 30 dBi ಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭ ಮತ್ತು -30 dB ಯ ಕಡಿಮೆ ಅಡ್ಡ-ಧ್ರುವೀಕರಣ ಮಟ್ಟ ಮತ್ತು 97% ರಿಂದ 98% ವರೆಗಿನ ಜೋಡಣೆ ದಕ್ಷತೆ ಸೇರಿವೆ. ಎರಡು ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 30%-40% ಮತ್ತು 6%-8%.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳ ಆವರ್ತನವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾದ ಗಾತ್ರವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಹಾರ್ನ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಆಂಟೆನಾ ಅರೇಗಳ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯು ಅತಿಯಾದ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸೀಮಿತ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಕೀರ್ಣ ಹಾರ್ನ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಕೆಳಭಾಗವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆಯಿಂದಾಗಿ, ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಅಥವಾ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಹಾರ್ನ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸರಳವಾದ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾದ ವಿಕಿರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು.
ಮತ್ತೊಂದು ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ ಒಂದು ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಪಿರಮಿಡ್ ಆಂಟೆನಾ, ಇದು ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, 1.2 ಮೈಕ್ರಾನ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆತ್ತಿದ ರೇಖಾಂಶದ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾದ ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಈ ಆಂಟೆನಾವು ಶಾಟ್ಕಿ ಡಯೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ತೆರೆದ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. ಇದರ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.6 THz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಂಟೆನಾದ ಸೈಡ್‌ಲೋಬ್ ಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ಧ್ರುವೀಕರಣ ಮಟ್ಟವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಬಹುಶಃ ಅದರ ಮುಕ್ತ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅದರ ಜೋಡಣೆ ದಕ್ಷತೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಸುಮಾರು 50%).
ಚಿತ್ರ 7 ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಪಿರಮಿಡ್ ಆಂಟೆನಾ
2. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ
ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ 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 ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಹಲವಾರು ನ್ಯಾರೋಬ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸೈಡ್-ಫೈರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ: ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಬಟರ್‌ಫ್ಲೈ ಆಂಟೆನಾ, ಡಬಲ್ ಯು-ಆಕಾರದ ಆಂಟೆನಾ, ಲಾಗ್-ಆವರ್ತಕ ಆಂಟೆನಾ ಮತ್ತು ಲಾಗ್-ಆವರ್ತಕ ಸೈನುಸಾಯಿಡಲ್ ಆಂಟೆನಾ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಜೆನೆಟಿಕ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಆಂಟೆನಾ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ಚಿತ್ರ 8 ನಾಲ್ಕು ವಿಧದ ಪ್ಲಾನರ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಆವರ್ತನವು THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಒಲವು ತೋರಿದಾಗ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾರಕ ಅನಾನುಕೂಲತೆಯು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಂಟೆನಾ ಬಹಳಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 9 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣ ಕೋನವು ಕಟ್‌ಆಫ್ ಕೋನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅದರ ಶಕ್ತಿಯು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರ ಮೋಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 9 ಆಂಟೆನಾ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮ
ತಲಾಧಾರದ ದಪ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮಾಂಕದ ವಿಧಾನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ನಡುವಿನ ಜೋಡಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಲು, ಮೂರು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಯೋಜನೆಗಳಿವೆ:
1) ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳ ಕಿರಣರೂಪಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಾಭವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಆಂಟೆನಾ ಮೇಲೆ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಲೋಡ್ ಮಾಡಿ.
2) ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ತಲಾಧಾರದ ದಪ್ಪವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ.
3) ತಲಾಧಾರದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರದಿಂದ (EBG) ಬದಲಾಯಿಸಿ. EBG ಯ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮದ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು 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 ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಚಿತ್ರ 10 (ಎ) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಅವರು ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಅತಿಗೆಂಪು ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಸೀಮಿತ-ಉದ್ದದ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಿದರು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಇನ್ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿತರಣೆ, ಲಾಭ, ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿ. ಚಿತ್ರ 10 (ಬಿ) ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾದ ಇನ್ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 10 (ಬಿ) ನಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಇನ್ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಭಾಗವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಬಹು ಸೊನ್ನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆಂಟೆನಾ ವಿಭಿನ್ನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಬಹು ಅನುರಣನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ಆಂಟೆನಾ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆವರ್ತನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ (ಕಡಿಮೆ THz ಆವರ್ತನಗಳು) ಅನುರಣನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಈ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಹೊರಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಚಿತ್ರ 10 (ಎ) ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾ. (ಬಿ) ಇನ್ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ-ಆವರ್ತನ ಕರ್ವ್
2012 ರಲ್ಲಿ, ಸಮೀರ್ ಎಫ್. ಮಹಮೂದ್ ಮತ್ತು ಅಯದ್ ಆರ್. ಅಲ್ಅಜ್ಮಿ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಹೊಸ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಇದು ಎರಡು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುವ ಕಾರ್ಬನ್ 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 ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಹೊಸ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ
ಮೇಲೆ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಹೊಸ ವಸ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ತ್ರಿ-ಆಯಾಮಗಳಾಗಿವೆ. ಆಂಟೆನಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾನ್ಫಾರ್ಮಲ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ನಿರಂತರ ನಿಯಂತ್ರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಬಯಾಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಧನಾತ್ಮಕ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ತಲಾಧಾರಗಳು (Si, SiO2, ಇತ್ಯಾದಿ) ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ತಲಾಧಾರಗಳು (ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ನಡುವಿನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಂತಹ ವಾಹಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ "ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು" ಇವೆ. ಈ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ಅಂತರ್ಗತ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದಾಗಿ, ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ಪ್ರಪಂಚದಿಂದ ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಘಟನೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ವಿಚಲನಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಿವರ್ತನೆಯ ನಂತರ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಮೋಡ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಡ್ರೂಡ್ ಮಾದರಿಯಿಂದ ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಪ್ರಸರಣ ಸಂಬಂಧದ ವಿವರಣೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಲೋಹಗಳು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಮುಕ್ತ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಯಾಗಲು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಲೋಹದ-ತಲಾಧಾರ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನ ಸಮಾನಾಂತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಲೆಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತವೆ. ಲೋಹದ ವಾಹಕವು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಾಹಕವಾದಾಗ, ಚರ್ಮದ ಪರಿಣಾಮ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಆಂಟೆನಾದ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಚರ್ಮದ ಪರಿಣಾಮವಿದೆ, ಇದು ಆಂಟೆನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಇಳಿಯಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧಕ ಬಲ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಲ್ಲದೆ, ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಶ್ರುತಿಯನ್ನೂ ಸಹ ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಧಾನ ತರಂಗ ಪ್ರಸರಣವು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.
ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾನ್‌ಗಳ ಧ್ರುವೀಕರಣದ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಚಿತ್ರ 12 ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ತರಂಗಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಆಕಾರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುತ್ತದೆ. ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಆಂಟೆನಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸವು ಹೊಸ ವಸ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 12 ಹೊಸ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ ಆಂಟೆನಾ
ಹೊಸ ವಸ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಪ್ಯಾಚ್ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ 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, ವಿಕಿರಣ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪುನರ್ರಚಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ.
ಚಿತ್ರ 13 ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಪ್ಯಾಚ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾ ಅರೇ
ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೊಸ ದಿಕ್ಕು. ವಸ್ತುಗಳ ನಾವೀನ್ಯತೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸಿ, ಪುನರ್ರಚಿಸಬಹುದಾದ ಮೆಟಾಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ಗಳು, ಎರಡು ಆಯಾಮದ (2D) ವಸ್ತುಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಹೊಸ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ರೀತಿಯ ಆಂಟೆನಾ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೇ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಾಭ, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ನವೀನ ವಸ್ತುಗಳು, ನಿಖರವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ನವೀನ ವಿನ್ಯಾಸ ರಚನೆಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.
ಕೆಳಗಿನವು ಮೂರು ವಿಧದ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ: ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ.
1. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ: ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಲು ಸುಲಭ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಆಂಟೆನಾದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಯಾಂತ್ರಿಕ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ದೋಷಗಳಿಗೆ ಗುರಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಸರಿಯಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಆಂಟೆನಾದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಆಂಟೆನಾ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೂ, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.
2. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ: ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾ ಕಡಿಮೆ ಇನ್ಪುಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಪತ್ತೆಕಾರಕದೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರಗಳು ಚಿಟ್ಟೆ ಆಕಾರ, ಡಬಲ್ ಯು ಆಕಾರ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲಾಗರಿಥಮಿಕ್ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಲಾಗರಿಥಮಿಕ್ ಆವರ್ತಕ ಸೈನ್ ಆಕಾರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮಾರಕ ದೋಷವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ದಪ್ಪ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ಪರಿಣಾಮ. ಪರಿಹಾರವೆಂದರೆ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಲೋಡ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು EBG ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವುದು. ಎರಡೂ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಸುಧಾರಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ (ಓಮ್ನಿಡೈರೆಕ್ಷನಾಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ತರಂಗ ನಿಗ್ರಹದಂತಹವು) ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಹೊಸ ಆಲೋಚನೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು.
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 ಪ್ರಮೇಯವೆಂದರೆ ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದ ನಾವೀನ್ಯತೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಹೊಸ ವಸ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳ ಮೇಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಇನ್ನೂ ಪರಿಶೋಧನಾತ್ಮಕ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಪ್ರಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲ.
ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, 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 ಪ್ರತಿರೋಧ 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 ಜೋಡಣೆ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು.
ಆಂಟೆನಾಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು, ದಯವಿಟ್ಟು ಇಲ್ಲಿಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿ:
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಆಗಸ್ಟ್-02-2024
