Антенна типа «проволочная пирамида» | RadioUniverse

Схема антенны приведена на рис. 5.38. Исследования показали, что такая антенна работает не хуже, чем полуволновый диполь длиной 40 м, подвешенный на высоте 29 м (диапазон 3,5 МГц). При более низком размещении полуволнового диполя над землей его сопротивление излучения уменьшается, что эквивалентно снижению КПД. Так, например, из рис. 5.35б, следует, что при высоте подвеса над землей, равной 8 м, полуволновый диполь в диапазоне 80 м, имеет сопротивление излучения около 20 Ом. Кроме того, полуволновая дипольная антенна требует для своего размещения много места (это очень серьезное ограничение для низкочастотных антенн), а при использовании схем укорочения становится достаточно узкополосной.

Эти причины побудили (и продолжают побуждать) исследователей искать новые технические решения, к числу которых относится схема проволочной антенны-пирамиды.

На рис. 5.38а—г показаны основные этапы трансформации диполя в пирамиду.

Размеры конкретной пирамидной антенны указаны на рис. 5.38д. Габаритные размеры антенны по горизонтали 13,4×13,4 м² являются наименьшими размерами по сравнению со всех описанных антенн.

Антенна излучает достаточно сложным образом. Наклонные части антенны-пирамиды излучают и горизонтально и вертикально поляризованную волну. Исследования показали, что при малых углах места максимум излучения антенны соответствует направлению АВ, а характеристики направленности близки к тем, что показаны на рис. 5.34а. При больших значениях угла места антенна-пирамида имеет почти круговую диаграмму направленности.

Для организации дальней радиосвязи требуется излучение антенны под малыми углами места. Это достигается путем поднятия антенны на высоту λ/4. Нижнюю часть антенны рекомендуется размещать на высоте 3 м, что диктуется требованиями техники безопасности, так как нижняя часть антенны находится под значительным напряжением.

Входное сопротивление антенны зависит от высоты подвеса (рис. 5.35б). Антенна возбуждается с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 60…75 Ом. Для данной антенны применение симметрирующих устройств необязательно.

Рассматриваемая антенна достаточно широкополосна, а ее резонансная частота f_рез = 3,7 МГц. Подстройка антенны на меньшие резонансные частоты осуществляется с помощью кусков провода, подключенных к точкам А и В. Можно ориентировочно считать, что отрезок длиной 2×45 см снижает резонансную частоту на 50 кГц. Линия питания антенны должна иметь длину λ/2, однако это требование достаточно нежесткое: в случае более короткой или более длинной линии питания компенсация реактивной составляющей сопротивления осуществляется с помощью π-фильтра, расположенного на входе приемника.

Вершина мачты, на которой крепится антенна-пирамида, может быть использована для закрепления антенны других типов.

Доступные антенны диапазона 160 метров

Простая и эффективная антенна для диапазона 160 м — мечта почти каждого радиолюбителя, тем более, завзятого «охотника за DX».

Как без больших технических и материальных затрат начать работать в этом диапазоне? Ведь диапазон 160 м предъявляет повышенные требования как к навыкам работы радиолюбителя в эфире, так и к конструкции антенн. Если антенны для 10, 15 или 20-метрового диапазона имеют малые габариты, то изготовить антенну на диапазон 160 м совсем непросто.

Имеется сотня-другая счастливых радиолюбителей, которые сумели установить полноразмерные вертикалы этого диапазона. Можно, конечно, в качестве 160-метровой антенны использовать 10—15-метровую металлическую мачту с направленными антеннами на коротковолновые ВЧ диапазоны, которые будут играть роль емкостной нагрузки. И вновь возникает вопрос: «А многие ли радиолюбители в состоянии позволить себе такую роскошь?».

В итоге, после длительных раздумий и сопутствующих сомнений, «среднестатистический» радиолюбитель все равно приходит к необходимости использовать проволочную антенну—наиболее адекватную конструкцию, которую можно реализовать на практике. Как правило, это полноразмерный 1/4 или 1/2 волновый излучатель, запитанный 50-омным коаксиальным кабелем. Если такая антенна правильно установлена и настроена в резонанс, то в выбранной полосе частот диапазона отсутствует необходимость в антенном тюнере или другом согласующем устройстве.

Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных конструкций антенн диапазона 160 м, целесообразно хотя бы коротко рассмотреть вопрос влияния высоты установки над землей на такие антенны. Если закрепить горизонтальный 160-метровый диполь на высоте 15м над землей, то он будет находиться на высоте менее 0,1 длины волны. Казалось бы, вполне достаточная высота. Однако, проведя аналогию с диполем диапазона 20 м, который при высоте подвеса 0,1 длины волны располагается всего в 2 м от земли (такое сравнение допустимо, т.к. обе антенны ведут себя почти одинаково), можно утверждать, что такая установка совершенно неэффективна. Обе антенны будут излучать радиоволны под большими углами к горизонту, почти в зенит, что делает их практически непригодными для дальних KB радиосвязей.

Низко установленный диполь хорош только для проведения ближних радиосвязей. Диполь 160-метрового диапазона, который излучает под небольшими углами к горизонту, должен располагаться на высоте более 40 м (0,25 длины волны) над землей. Однако возможности «среднестатистического радиолюбителя» чаще всего не позволяют использовать высоту более 20—30 м.

Оптимальный угол излучения антенны 160-метрового находится в пределах от 30 до 35°, хотя на более высокочастотных диапазонах он существенно ниже — 5—10°. Главным определяющим фактором для выбора оптимального угла излучения на определенных трассах является состояние ионосферы. Оно задает, в зависимости от направления на корреспондента, солнечного цикла, времени года и сответствующего времени суток, соответствующий оптимальный угол падения (входа) для радиоволны. Обусловленный этими факторами угол падения радиоволны подвергается постоянным изменениям, и этим объясняются факты кратковременного более лучшего приема DX-сигналов на низко висящую антенну по сравнению с антенной, имеющей низкий угол излучения.

Такой феномен, однако, всегда проявляется только моментами и ничего не говорит о фактических соотношениях, т.е о том, что для проведения DX-радиосвязей антенна с низким углом излучения, конечно, предпочтительнее низковисящего диполя. Один из американских радиолюбителей когда-то очень верно подметил: «Оптимальный угол излучения сигнала определяется не радиоантенной, а ионосферой, расположенной существенно выше».

При рассмотрении конструкции любой антенны один из важных моментов — распределение тока в ней. Излучение электромагнитной энергии антенной происходит там, где течет ток. Причем чем ток сильнее, тем больше напряженность электромагнитного поля, а это значит, что чем выше располагаются токоведущие части антенны, тем лучше она, в конечном итоге, будет функционировать.

Если рассмотреть характеристику излучения горизонтального диполя, то можно видеть, что максимум излучения приходится на область, в которой антенна запитана. Внешние (концевые) части диполя электромагнитную энергию почти не излучают и требуются антенне, грубо говоря, для достижения резонанса. Этот факт можно использовать при конструировании 160-метровой антенны без заметных потерь своих позитивных излучающих свойств.

Вертикальный четвертьволновый излучатель, в принципе, является не чем иным, как «полудиполем», поэтому упомянутые свойства в полной мере относятся и к этой, очень полюбившейся многим радиолюбителям антенне. Здесь максимум излучения также располагается вблизи точки питания:

Резонансным диполем, который имеет достаточно низкий угол излучения, является антенна Inverted V:

Конструкция в форме перевернутой латинской буквы V нуждается только в одной опорной мачте. Оба проволочных излучателя располагаются под наклоном к земле и должны заканчиваться приблизительно в 3 м от нее, с тем чтобы исключить прикосновение к ним, т.к. при работающем передатчике на концах излучателей присутствует высокое ВЧ напряжение.

Угол между излучателями — не менее 60°, общая длина обоих излучателей для центральной частоты 1,85 МГц — 76,7 м, для центральной частоты 1,9 МГц — 74,68 м.

Как известно, высоко установленный горизонтальный диполь имеет входное сопротивление 72 Ом, но оно уменьшается тем сильнее, чем ближе к поверхности земли располагается антенна. Поэтому, согласно опытным данным, полное сопротивление антенны Inverted V составляет около 50 Ом, и такую антенну можно запитать 50-омным коаксиальным кабелем через 1:1 симметрирующее устройство (балун).

Во многих публикациях, посвященных антенне Inverted V, утверждается, что она успешно работает без симметрирующего устройства и может быть запитана 50-омным кабелем напрямую. Однако на практике такое упрощение часто приводит к появлению тока на внешней стороне оплетки кабеля, и он становится ненужной составной частью антенной системы. Антенна Inverted V является абсолютно симметричной, поэтому при ее питании коаксиальным кабелем настоятельно рекомендуется применять симметрирующее устройство.

Ранее уже указывалось, что максимум излучения антенны приходится на те места, в которых протекает большой ток. У одних антенн (например, у четвертьволнового вертикала) — это нижняя часть, т.е. непосредственно у точки питания. В верхней части антенны ток слабее, и поэтому эта часть антенны не играет большой роли в излучении. Если изготовить верхнюю часть антенны из проволоки и разместить ее горизонтально, то излучающие свойства антенны существенно не ухудшатся:

Такая антенна получила название Inverted L (в русскоязычной литературе широко применяется другое название — Г-образная антенна). Антенна Inverted L излучает преимущественно под низкими углами к горизонту. Для этой антенны справедливо правило: «Чем выше вертикальная часть антенны, тем лучшими являются ее DX-свойства». Поэтому следует всегда стремиться вертикальную часть антенны размещать как можно выше. Ориентировочная полная длина такой антенны составляет 39 м.

Если на местности имеются высокие деревья, то их можно использовать при установке антенны Inverted L. Кроме того, современные фибергласовые шесты — весьма подходящий опорный материал для такой антенны.

Для антенны Inverted L, как и для любого другого четвертьволнового излучателя, обязательно требуются противовесы длиной 38—41 м — в зависимости от частоты настройки антенны и условий размещения противовесов. Если они закопаны в землю, то чем больше противовесов, тем лучше. А вот число противовесов, изолированных от земли (а тем более, располагающихся над ней), может быть значительно меньше—двух-четырех проводов будет вполне достаточно.

Несколько улучшить работу системы противовесов может металлический прут (прутья), закопанный(ые) в землю на глубину 2—3 м.

Полное сопротивление этой антенной системы в идеальных условиях составляет 38 Ом. В действительности оно несколько выше, поэтому имеется возможность запитать антенну Inverted L 50-омным коаксиальным кабелем.

Если увеличить длину четвертьволнового вертикала или антенны Inverted L до 50 м, то тем самым увеличится ее активное сопротивление в точке питания (примерно до 50 Ом). Правда, это приведет к тому, что антенна перестанет быть резонансной, и реактивная составляющая полного входного импеданса будет иметь индуктивный характер. Для компенсации этой реактивности достаточно установить в точке питания конденсатор переменной емкости с максимальной емкостью около 500—600 пФ. Здесь вполне подойдет даже конденсатор от старых ламповых приемников, который может не иметь большой диэлектрической прочности, т.к. он служит для электрического укорочения антенны, чтобы получить резонанс системы в диапазоне 160 м. Подстройкой емкости конденсатора переменной емкости антенну настраивают в резонанс в выбранном участке диапазона.

Еще одной популярной антенной диапазона 160 м является Sloper «слопер». Название «слопер» (от англ. slope — наклон) характеризует как форму установки антенны (под наклоном к земле), так и вид ее излучения (под наклоном к горизонту). На низкочастотных KB диапазонах слопер представляет, собой эффективную, относительно малогабаритную DX-антенну, которая успешно используется многими радиолюбителями. Токоведущая часть системы находится высоко и удалена от мешающих объектов на земле, а поляризация излучения — преимущественно вертикальная.

Следует различать четвертьволновый:

и полуволновый слопер:

Для установки любой из этих антенн достаточно одной мачты. При этом нижний конец антенны, по требованиям техники безопасности, должен заканчиваться на высоте 2—3 м над землей.

В направлении натянутого провода слопер имеет небольшое усиление (по некоторым данным оно составляет 2—3 дБ), в то время как с тыльной стороны наблюдается ослабление сигнала. Следовательно, рекомендуется устанавливать слопер в предпочтительном направлении.

Четвертьволновый слопер (рис.выше) имеет длину около 40 м (38,51 м для частоты 1,85 МГц, 37,5 м — для 1,9 МГц). Заземленная мачта играет роль противовеса. Такая антенна запитывается 50-омным коаксиальным кабелем. Внутренний проводник кабеля соединяется с проволочным излучателем, а оплетка кабеля — с мачтой.

Согласно опытным данным, настройка четвертьволнового слопера не так уж и проста. Нередко, чтобы настроить систему на требуемую частоту и добиться полного входного сопротивления около 50 Ом, требуются основательные затраты времени и сил. Дело в том, что резонанс антенны зависит от размеров мачты, проводимости почвы, длины излучателя, угла его наклона к земле и т.д. Исходя из этого, угол наклона излучателя и его высота над землей являются решающими факторами при формировании полного входного сопротивления антенны.

Многие четвертьволновые слоперы начинают работать сразу после установки, так что не стоит бояться браться за изготовление этой антенны. Следует помнить, что она изготавливается для долговременной эксплуатации, и, однажды ее настроив, потом можно наслаждаться ее работой.

Полуволновой слопер (рис. выше) фактически является классическим полуволновым диполем, установленном под наклоном к земле. Такая антенна выгодно отличается от четвертьволного слопера стабильно предсказуемыми параметрами, поэтому кропотливая настройка, как это имеет место с четвертьволновым слопером, не требуется.

Общая длина полуволного слопера составляет около 77 м для частоты 1,85 МГц (75 м — для частоты 1,9 МГц).

В полуволновом слопере осознанно отказываются от применения симметрирующего устройства, т.к. оно, скорее всего, нивелировало бы позитивные свойства этой антенны. Дело в том, что при несимметричном питании диаграмма направленности диполя слегка «косит», характеристика излучения искажается в направлении «горячего» плеча, которое соединено с внутренним проводником коаксиального кабеля. Этот эффект можно использовать для дополнительного «прижима» излучения к земле.

Еще одним преимуществом полуволнового слопера является то, что его можно оптимально «подогнать» к имеющимся местным условиям. Для этого «холодный» конец антенны пускают через направляющий ролик и натягивают вертикально вниз (обычно на расстоянии 1—2 м от здания или мачты):

Ролик закрепляют на самой высокой точке. Тем самым, можно менять длину антенны и оптимально «вписать» ее в местные условия.

При установке описанных антенн следует иметь в виду, что очень редко антенна резонирует на расчетной частоте, поэтому, как правило, антенна нуждается в точной настройке. В этой связи полезно знать, что длину четвертьволного излучателя следует изменить на 208 см, чтобы достичь сдвига резонанса на 100 кГц. В полуволновом диполе для этого потребуется изменить длину на 416 см, а в антенне Delta Loop — на 832 см.

Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта). Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта) Вертикальный треугольник на 40 метров

Замкнутые проволочные антенны на КВ широко применяются радиолюбителями всех стран и национальностей. Это связано с их неоспоримыми достоинствами (которые вы несомненно знаете раз читаете эту статью, а если нет то легко найдете их на просторах паутины). Я же хотел поведать свою историю создания антенны Delta Loop, т.к. столкнулся с некоторыми трудностями при ее построении и считаю, что мой опыт может кому-нибудь пригодится.
Сделать антенну Delta Loop своими руками не сложно, как говорил один знакомый, это займет полчаса с двумя перекурами по 15 минут. Начнем с того, что определим диапазоны работы и место подвеса антенны. В мое случае необходим был диапазон 80 м. (3,5 мГц) и соответственно периметр антенны должен быть порядка 80 м. Подвес рассматривался только с балкона (спасибо соседям, живущим на последних этажах — излучение и все такое) под балконом имеется одноэтажное здание на крыше которого можно закрепить два нижних угла антенны. Треугольник как токовой не получался, поэтому правильнее назвать мою антенну «многодиапазонный неправильный параллелепипед».
Ну, начнем подбор материалов. Нам понадобится: 43 метров полевки (двойной), два ВЧ разъема (папа и мама), два ферритовых кольца 300-500 НН, капроновая веревка, 2 клемника и наконец распаичная коробка. Из колечек делаем симметрирующее устройство, а полевку разматываем в 2 бухты одинарного провода рис. 2

Рис. 1

Рис. 2

Полевку соединяем в один длинный провод (так чтобы не запуталась при размотке) как написано в как соединять полевку . А симметрирующее устройство и кейсовую часть разъема устанавливаем в распаичной коробке как показано на рис. 3.

Рис. 3
Ну собственно подготовка закончена, теперь приступаем ко второй стадии установка антенны. Растягиваем наши 86 м. (43 м+43 м) полевки таким образом, чтобы формой вся конструкция максимально напоминала равносторонний треугольник (у меня получилось не очень). Растягиваем это дело при помощи простой капроновой веревки (можно конечно применять изоляторы разного рода, но я просто привязывал веревку к полевке). Примерная схема моей «растяжки» на рис. 4

Рис. 4
Закрепляем на стене дома распаичную коробку с симитрирующим трансформатором в месте запитки антенны Рис. 5. Я запитывал антенну через один из верхний углов параллелепипеда.

Рис. 5

Ну собственно теперь третья стадия настройка. Настраиваем антенну путем уменьшения общего периметра антенны. Я настраивал при помощи измерителя АЧХ х1-47 и направленного ответвителя (спасибо Володе «Обручу»). Но можно изготовить простейший измеритель напряженности поля и настраивать по максимальному наводимому току на измерительной антенне. Процесс такой настройки описан в стать как настроить антенну без сложных измерительных приборов. А сейчас вернемся к результатам настройки. В общем то считаю достаточным просто предоставить Вам получившиеся графики. Смотрим рис 6 и рис. 7.

Рис. 6

Рис. 7

Вот такая конструкция у меня получилась. Работой антенны доволен, различий с Delta Loop правильной формы пока не заметил (была пока с соседями не поругался). В общем удачной Вам постройки и дальних QSO.
RK3DBU 73!

Category: Радио ← Симметрирующий трансформатор сопротивления на ферритовых кольцах (Balun) Как соединять полевку →

9 thoughts on “Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта) ”

1. Юрий,UB6AFC

   Мучаюсь с аналогичной антеной,вот уже почти год.Конечно не каждый день,но если посчитать,-то месяца два из года.Начитался в интернете о отличных результатах работы Дельты 80м диапазона.Бьюсь с ней и так и сяк,но достичь желаемого КСВ,так и не могу. Выполнил из толстого полевика П-268 в одну жилу.Провод крепкий,легкий и сравнительно дешевый.Но я первоначально неучел его коэффицыэнт укорочения!Ведь он имеет отличное от меди сопротивление!Да и изоляцыя помоему вносит кое какие коррективы.Построил равносторонний треугольник в частном секторе мачта одна -15м.Угол получился примерно 45,как и было рекомендовано.Кабель 28метров,РК-50 Подольский 10мм по наруже,потом по ходу урезал до 27м20см.Полевик с имеющихся 86м,укоротился на 79м50см.Резонанс получил на 3,680Мгц.КСВ 1,8 сопротивление 86ом.Соорудил четвертьволновый трансформатор из кабеля 75ом длиной 13,90м.Резонанс 3,730 КСВ-1,56 сопротивление 51ом,реактивка+ 32.И что делать дальше?Не знаю.Отвечают,слышу вроде неплохо,по хорошему прохождению!Может кто поможет?Кто то уже прошел такое?Буду очень признателен.Юрий,UB6AFC/73!!!

2. RK3DBU Post author

   Приветствую UB6AFC!
   Многие всю жизнь мучаются с антенной и не получают желаемого результата, так что год это цветочки 🙂
   По мне, так описанный Вами результат вполне неплох, КСВ 1. 8 для многодиапазонной КВ антенны это норм.
   Как следующий шаг, я бы попробовал заменить четверть волновой трансформатор на симметрирующий на ферритовых колечках, мне такое решение понравилось больше!
   Удачи Вам!

3. Кулдыбек

   Антенну вертикальный Delta loop лучше запитывать с нижнего угла используя 1/4 волновую двухпроводную линию как советует EW8AU. При этом проще согласовать с кабелем РК-50 или РК-75 любой длины.Поляризация вертикальная,также присутствует излучение в горизонтальной плоскости. Первоначально антенну надо настроить на частоту резонанса с помощью линии (кабеля РК-50/75)кратной полволны с Ку. А потом только включать двухпроводную линию.Точку включения кабеля искать передвигая кабель по двухпроводной линии по КСВ-минимум.При таком соглосовании очень легко добиться КСВ-1.Это проще чем использовать всякие трансформаторы или искать где же находиться R.вх. антенны под R.кабеля питания.Проверено на практике. Антенна прекрасно работает.Всем удачи и 73! БЕК. UN7TX.

4. Кулдыбек

   Всем добрый день.Простой вариант согласование однодиапазонной вертикальной антенны Delta loop предложил EW8AU с помощью двухпроводной четвертволновой лилии.При этом не надо искать где же находиться R.вх.антенны,чтобы подогнать под сопротивление кабеля.Первоначально надо настроить антенну на нужную частоту,а потом включить двухпроводную линию и искать точку согласования с кабелем передвигая кабель по линии.Простой способ соглосования и всегда можно добиться точного соглосования антенны с кабелем РК-50 или РК-75. Запитка антенны с нижнего угла.Не надо морочить голову всякими трансформаторами и т.д. Высота подвеса антенны не играет роли так как соглосование можно подкорректировать.Работает с вертикальной поляризацией,также имеет небольшое излучение с горизонтальной поляризацией.Проверено на практике.Всем удачи.73! БЕК.UN7TX

Относится к петлевым (рамочным) антеннам, также как и квадраты. Периметр антенны примерно равен длине волны. Применяется на всех КВ диапазонах. Конструкции в основном отличаются подвесом антенны и точкой питания. Эффективность антенны напрямую зависит от площади (идеальна окружность, но её сложно выполнить), поэтому равнобедренный треугольник будет предпочтителен. Тем не менее, допускается любая форма антенны в зависимости от конкретных условий.

На низкочастотных диапазонах в основном используют “ленивые дельты” (т.е. подвешенные почти горизонтально), а на высокочастотных диапазонах в основном применяют вертикальные или наклонные «дельты». Низкочастотные «дельты» работают на кратных диапазонах за счет возбуждения на гармониках. В тоже время, основное излучение горизонтальных “дельт” на “основной” нижней частоте направленно вверх, что не слишком благоприятствует DX. Но на высших гармониках лепестки диаграммы прижимаются к земле.

Однако свойства «дельты» сильно зависят от конкретного размещения и конструкции (особенно низкочастотные), поэтому имеют много противоречивых отзывов.

Вертикальные дельты

Наилучшим для DX местом питания дельты является нижний угол. Однако при низком расположении антенны углом вверх, питание лучше осуществлять через боковые углы. В этом случае больше излучение с вертикальной поляризацией.

Вертикальная дельта выгодно отличается от диполя и GP. По сравнению с диполем при одинаковой высоте у вертикальной дельты большая часть излучения идет под низким углом к горизонту. По сравнению с “вертикалами” дельта проще в изготовлении, т.к. не требуется сложная система противовесов.

Входное сопротивление антенны зависит от точки питания и колеблется в пределах 60-300 Ом. При высоком входном сопротивлении питание осуществляется через согласующий трансформатор. Питание однодиапазонных антенны можно осуществлять через четвертьволновый трансформатор (Q-согласование), между антенной и 50-омным кабелем включают четвертьволновый отрезок 75-омного кабеля.

Горизонтальные дельты

Фактически, это квадратная , превращенная в треугольник. За экономию оттяжки приходиться платить меньшей эффективностью, т. к. площадь антенны меньше.

Горизонтальная (ленивая) дельта на 80 м достаточно популярная . Её часто устанавливают между многоэтажными домами. На 80 м диаграмма направленности представляет собой горошину, т.е. основное излучение направлено вверх. Такую антенну можно возбуждать на четных гармониках, т.е. 40, 20 и 10 м. Причем с увеличением частоты лепестки диаграммы направленности прижимаются к земле.

Одной из главных проблем при настройке такой антенны становится выбор точки питания и согласование с фидером. Чаще всего, в качестве согласующего устройства применяют широкополосный трансформатор. Однако следует учесть, что входное сопротивление дельты сильно зависит как от точки питания, так и от расположения в пространстве.

На Интернет форумах для формирования излучения с вертикальной поляризацией в основном обсуждается запитка «дельты» в «нижний» (от земли) угол

или на расстоянии L/4 от «нижней» точки В, т.е. вблизи земли.

На рисунках 1 и 2 в точках Б и Г пучность тока, в точках А и В — пучность напряжения.

Такое решение антенны я сразу отверг: антенна и так установлена низко, а при такой запитке основное излучение происходит вблизи земли. К тому же, запитывать антенну так, как показано на рис.2, следует разве что с 9-этажки — ведь желательность размещения кабеля перпендикулярно полотну антенны никто не отменял, причем хорошо бы, чтобы и радиостанция находилась на 9-м этаже.

Известно, что наибольшая интенсивность электромагнитного излучения находится вблизи пучности тока: «мощность излучения отрезка провода антенны пропорциональна квадрату тока в этом отрезке», т.е. мощность излучения в каждом отрезке провода антенны — разная, максимальная — в пучности тока.

Для антенны, показанной на рис.1, пучность тока в точке Б находится в самом низу, а для антенны на рис.2 — чуть выше нижней части антенны, что не так уж и плохо. Тем не менее, для низковисящей «дельты» и этот вариант не подходит.

Опираясь на эти рассуждения, решил изготовить антенну с запиткой в верхней части на расстоянии L/4 от верхней точки В (рис. 3).

Фактически, это «перевернутая» антенна, показанная на рис 2.

На рис.3 хорошо видно, что пучности тока (точки Б и Г) располагаются на большей высоте, а значит, максимум излучения происходит довольно далеко от
земли, что очень важно при небольшой высоте подвеса антенны. К тому же, при такой конфигурации облегчается почти перпендикулярный подвод кабеля к полотну антенны.

При 10-метровой высоте подвеса верхнего полотна получилась неплохая двухдиапазонная (40 и 20 м) антенна, установленная под наклоном, т.к. сделать ее полностью вертикальной при такой высоте подвеса невозможно. Нижняя точка антенны находится буквально в метре от земли, однако это практически не сказывается на эффективности излучения.

Здесь нужно отметить, что местоположения пучностей тока и напряжения, указанные на рис 1-3, справедливы для антенны диапазона 40 м. В диапазоне 20 м в антенне укладываются» 2 волны, пучностей тока и напряжения будет по 4, поэтому поляризация получаете комплексная — вертикально-горизонтальная.

Полотно антенны изготовлено из медного провода диаметром 2 мм в эмалевой изоляции. Дельта представляет собой равносторонний треугольник со сторонами 14,34 м, периметр — 43,02 м. Расстояния между точками А, Б, В и Г (рис. 3) равны и составляют по 10,75 м. Расстояние от узла запитки Б до верхнего угла — 3,58 м. С такими размерами резонансные частоты антенны — 7040 и 14100 кГц, пучности тока Б и Г оказываются напротив.

При соблюдении этих пропорций, в некоторых направлениях антенна может иметь определенное усиление. При необходимости удобно укорачивать нижний угол, уменьшив отрезок 3,58 м. например, до 3,50 м. Небольшая неточность расположения точек Б и Г по горизонтали не приводит к заметному ухудшению работы антенны.

От балуна в точке запитки пришлось отказаться, т.к. она подвергается ветровым нагрузкам. Поэтому в точке запитки вместо тяжелого балуна на кабеле установлены 5 ферритовых «защелок» RF-130S. По этой же причине пришлось отказаться и от какого-либо согласования в узле запитки. Экран кабеля подключен к верхней части антенны, центральный провод — к нижней.

Наиболее актуальные характеристики антенны (полное входное сопротивлении и КСВ) снимались анализатором АА-ЗЗОМ с помощью полуволнового повторителя, изготовленного из коаксиального 50-омного кабеля длиной 14 м. В диапазоне 7 МГц активное входное сопротивление составило 120 Ом, в диапазоне 14 МГц — 140 Ом. Из-за недостаточной высоты подвеса имеется реактивная составляющая входного сопротивления, поэтому в диапазоне 7 МГц КСВ=3,0; в диапазоне 14 МГц — 4,0.

В такой ситуации было принято решение снизить КСВ, применив согласующий отрезок 75-омного кабеля. Комбинируя подключение коротких отрезков такого кабеля длиной 10 см, 20 см, 30 см, 50 см, 1 м, 2 м, 3 м, 3.5 м снабженных дешевыми телевизионными разъемами, после полуволнового повторителя выяснилось, что в диапазоне 7 МГц требуется отрезок кабеля длиной 6,9 м, в диапазоне 14 МГц — 3,5 м, что позволило получить в диапазоне 7 МГц КСВ=1,2; в диапазоне 14 МГц — 1,5.

В итоге, было решено непосредственно к антенне подключить отрезок 75-омного кабеля длиной 3,5 м, а уже к нему — 50-омный кабель длиной 8,6 м (всего 14,1 м). К сожалению, из-за неточного выбора длины полуволнового повторителя (она была определена расчетным путем) в диапазоне 7 МГц КСВ составил 2,0; в диапазоне 14 МГц — 2,3. Это не так уж и плохо-при КСВ до 3,0 вся мощность уходит в антенну. Тем более, что повышенный КСВ имеется лишь в кабеле длиной 14 м.

Кабели имеют диаметр 10 мм и многожильный центральный проводник. К месту соединения кабелей примотан пластиковый угольник длиной около 15 см, обрезанный по диаметру кабелей, что обеспечивает надежность соединения при ветровых нагрузках.

Внизу ничто не препятствует установке токового балуна, снабженного разъемами, который окончательно отсечет возможные синфазные токи.

Фактически, СУ на 7 МГц может работать в диапазонах от 1,8 до 15 МГц. В СУ на 14 МГц применена катушка из медной трубки диаметром 6 мм (1+2+4+4 витка, всего 11 витков), и оно может использоваться в диапазонах 7-29 МГц.

Если вместо последних 4 витков намотать 8 (всего витков будет 15), то, в принципе, СУ будет работать начиная с 3,5 МГц, а возможно, и с 1,8 МГц (следует проверить практически). Ввиду простоты изготовления, мною было изготовлено 3 таких СУ. В результате, после согласующих устройств полоса частот без реактивной составляющей составила 400 кГц на 40-метровом диапазоне и 380 кГц в диапазоне 20 м.

Такое согласование было сделано с целью максимально возможного снижения потерь в 50-метровом коаксиальном кабеле, который подключен ко второму антенному коммутатору. В двух местах на этом кабеле установлены по 20 ферритовых «защелок». КСВ в длинном кабеле, подключенном к выходу согласующего устройства, — около единицы. Согласующие устройства на сосредоточенных элементах вполне можно заменить дополнительными отрезками 75-омного кабеля, длины которых придется подобрать.

Антенну можно упростить, если она будет работать на одном диапазоне. В таком варианте длина 75-омного отрезка кабеля, подключаемого к полотну антенны, составляет 3,5 м в диапазоне 14 МГц и около 7 м — в диапазоне 7 МГц. Согласующее устройство можно установить в помещении радиостанции или вовсе обойтись без него.

Есть еще один вариант: запитать антенну только 75-омным кабелем (например, РК75-4-11). Именно так она использовалась в полевых условиях с полуволновым повторителем (около 28 м) и переключателем на 9 диапазонов. В сентябре 2013 г. мы с Сергеем, RW9UTK, работали в полевых условиях из сравнительно редкого RDA-района КЕ-21. Антенна работала на двух диапазонах и была установлена на 12-метровой высоте на двух стеклопластиковых трубах. Работала антенна отлично — в иные моменты мы узнали, что такое pile-up.

Там, в поле, анализатором АА-ЗЗОМ были измерены некоторые характеристики антенны, которые вследствие более высокого подвеса оказались заметно лучше, чем у антенны, установленной на 10-метровой высоте. В диапазоне 40м реактивной составляющей не было совсем, Rвх=141 Ом, КСВ=1,91, полоса по уровню КСВ=2,0 — 80 кГц, по уровню КСВ=3,0 — 300 кГц, активное сопротивление сохраняется в полосе 800 (!) кГц. В диапазоне 20 м реактивная составляющая также отсутствовала, Rвх=194 Ом, КСВ=2,56, полоса по уровню КСВ=3 — 620 (!) кГц, активное сопротивление сохраняется в полосе 630 (!) кГц.

Согласование производилось с помощью самодельного СУ, к которому подключался 75-омный кабель. Применение согласующего устройства позволило получить на обоих диапазонах КСВ=1,0 в 50-омном кабеле, соединяющем СУ с трансивером.

Широкая полоса рабочих частот без реактивностей — это замечательное свойство замкнутых антенн. Нет необходимости перестраивать СУ в пределах любительского диапазона-достаточно настроить его в одной точке. При этом СУ может находиться достаточно далеко от трансивера.

В поле в качестве полотна антенны мы применили полевой сдвоенный провод П-274. Этот провод в полиэтиленовой изоляции имеет определенный коэффициент укорочения, поэтому периметр антенны получился несколько меньшим, несмотря на большую высоту подвеса, чем дома, и составил 42,70 м.

Здесь также был равносторонний треугольник со стороной 14,23 м. Расстояния между точками А, Б, В и Г также равны и составляют по 10,67 м. Расстояние от узла запитки и до верхнего угла — 3,56 м.

Некоторые проблемы возникли с балуном, который входит в состав универсальной линии: для передвижения полотна антенны были использованы пластиковые круги от игрушки пирамида, и балун несколько сместился вниз от запроектированной точки (3,56 м от верха). Несмотря на это, антенна работала просто великолепно, т.к. на 12-метровых трубах она была установлена почти вертикально.

Планируется переместить балун в начало линии, снабдив его разъемами,. чтобы сохранить защиту от синфазных токов. Кроме того, на кабель, лежащий на траве, можно надеть ферритовые «защелки» или пропустить несколько раз через ферритовое кольцо — кабель диаметром 7 мм вполне это позволяет.

Также планируется испытать антенну в полевых условиях, но уже на высоте 16 м Опять будут применены стекпопластиковые мачты. Антенна будет установлена вертикально. О результатах испытания непременно сообщу.

Антенна измерительная рамочная АИP 3-2

Измерительная рамочная антенна АИP 3-2 предназначена для повышения точности измерений, проводимых с помощью других приборов. Антенна АИP 3-2 поставляется с заводской калибровкой и не требует дополнительных настроек перед работой. Антенна может использоваться для решения различных метрологических задач, в том числе модель АИР 3-2 можно купить для получения лицензии ФСТЭК. 

Антенна АИР 3-2 может применяться на открытых площадках, в закрытых камерах и в лабораторных условиях. Она предназначена для совместного использования с анализаторами спектра и селективными микровольтметрами. Модель соответствует требованиям ГОСТ 22261 и ГОСТ Р 51319, по условиям эксплуатации – группе 3 ГОСТ 22261.

Технические характеристики антенны АИP 3-2

Рабочий диапазон частот, МГц	0.009 … 30
Коэффициент калибровки антенны, дБ относительно 1 м-1	от 30 до 45
Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента калибровки, дБ	±2
Наибольшая измеряемая напряженность поля (при коэффициенте блокирования в антенне минус 20 дБ ), дБ мкВ/м	150
Пороговая чувствительность ( частотнозависимая D F = 1 Гц ) , дБ мкВ/м	30 . .. -5
Номинальное значение выходного сопротивления, Ом	50
Ток, потребляемый от источника постоянного тока напряжением 12.6 В , мА, не более	130
Размеры ( диаметр рамки ), мм	250
Вес, кг	1,6

В нашей компании вы можете приобрести антенну измерительная рамочная АИP 3-2 по выгодной цене, как и другое оборудование.
Данное оборудование можно приобрести в магазинах в Москве и Санкт-Петербурге или оформить доставку в любой регион. Доставка оборудования производится выбранной вами при заказе транспортной компанией.

Забытые пирамиды Мероэ | Antenna Daily

Все слышали о египетских пирамидах, но мало кто знает о том, что в пустыне восточного Судана находится почти 200 пирамид, которые отличаются от собратьев в Гизе малыми размерами и отсутствием ценных артефактов.

Пирамиды Судана с крутыми гранями растянулись цепочкой на пустынном холме, напоминая о древнем нубийском царстве, цари которого когда-то находились у власти в Египте.

Располагаются древние сооружения в районе Мероэ (на восточной стороне Нила между Асуаном и Хартумом) — древнего города на территории современного Судана, ставшего столицей государства Куш после разорения Напаты фараоном Древнего Египта Псамметихом II в VI в. до н. э.

Пирамиды Мероэ были построены между 720 и 300 до н.э. Входы в гробницы располагались, обычно, с Востока – лицом к восходящему Солнцу. Стены расписаны иероглифами, свидетельствующими о влиянии культуры древнего Египта на развитие царства Куш. Декоративные элементы каменных пирамид Нубии заимствованы из культур Египта, Греции и Рима.

Культура Мероэ находилась под сильным влиянием Древнего Египта. В первых веках до н. э. — первых веках н. э. Мероэ успешно противостоял вторжениям римлян, но пал в связи с непрерывными рейдами аксумитов в первой четверти IV в. н. э.

Первые поселения на месте Мероэ начали возникать, по-видимому, ещё в VIII в. до н. э. После завоевания Египта Ассирией в 671 до н. э. на территории исторической области Куш образовалось царство с центром в городе Напата.

Во второй половине VI в. до н. э. столица государства была перенесена в Мероэ (отсюда — Мероитское царство). После перенесения столицы Напата сохранила значение религиозного центра. Здесь располагались царские гробницы — пирамиды, проводилась коронация царей, избрание которых утверждалось жрецами.

С III в. н. э. царство начало приходить в упадок. На территории Мероитского царства образовались государства Алва, Мукурра, Нобатия.

Раскопки вёл английский археолог Джон Гарстанг, однако их результаты никогда не были опубликованы

Первым из европейцев пирамиды Мероэ достиг Линан де Бельфон в 1821 году. В том же году они были впервые исследованы французским учёным и путешественником Фредериком Кайо. В 1834 году сюда предпринял экспедицию итальянский авантюрист Джузеппе Ферлини. В поисках сокровищ Ферлини разрушил порядка 40 пирамид, 5 из них были уничтожены до основания. Считается, что чтобы достигнуть своей цели, Ферлини использовал взрывчатку.

Раскопки Мероэ археологами начались в 1902 году. В 1909—1914 годах их вёл английский археолог Джон Гарстанг (однако их результаты никогда не были опубликованы), в 1920—1923 годах царские некрополи исследовал американский учёный Джордж Рейснер. Большое значение имели раскопки Мероэ английским археологом Питером Шинни.

Поделиться ссылкой:

Source Уличная световая антенна с монтажным полюсом 20 м on m.alibaba.com

20 м уличный фонарь антенный монтажный столб

 

20 м уличный фонарь антенна Монтажный полюс характеристики

Быстрая доставка-2 часа
Общая модульная комната
Общие небольшие размеры сайта
Высокое качество, быстрая, надежная, красивая
Многоразовые

Интегрированный базовый депо, включая машинное отделение и башню заочного назначения, его характеристика заключается в стационарном отделении двигателя вне машинного отделения в рамке, за пределами машинного отделения основание рамы с одной стороны постоянно соединяется с башней соответствия, башня соответствия составляет секцию или секцию выше секции руки. Конструкция компактна, конструкция разумна, удобство сборки основного депо является гибким, не требует сварки, полностью использует смелое крепление, корпус башни и конструкция машинного отделения, весь базовый склад может быстро завершить строительство станции за 2 часа, Усиленное Быстродействующее Строительство станции, аварийная коммуникационная способность, решило проблему, которую занимает конструкция постоянной базы депо.

 

Материал: Q235/Q345

Высота: 10-45 м

Срок службы: 15-25 лет

 

20 м уличное освещение Антенна крепление полюс особенность

Предоставляются высота	5-80 м
Давление ветра	5-180 км/ч
Материал	Q345B/A572, минимальная прочность на разрыв при заказе на сумму> = 345N/mm2; Q235B/A36, минимальный урожаев прочность при заказе на сумму> = 235N/mm2;
Хороший характер	Кабель и лестница внутри или снаружи по запросу
Внешний вид	Горячее цинкование и цветная краска по запросу заказчика
Срок службы	Не менее 15 лет
Количество платформы для работы и отдыха	1-3 шт.
Антенная Опора Кол-во	Для детей возрастом от 3 до 18 месяцев шт
Микроволновое блюдо Кол-во	3-10 шт.
Форма	Пирамида или круглой формы
Характеристика	Меньше места, элегантный внешний вид,
Запасные части	Все необходимые детали для установки и подключения
Дизайн	ANSI/TIA-222-G

 

Мы имеем полный контроль качества и процесс проверки, чтобы убедиться, что хорошее качество наших стальных башен:

Физические свойства теста	Химического анализа
Проверка размера	Солевого тумана
Холдинг инспекции	Цинковое покрытие инспекции

 

Source 20 м 25 м 30 м антенна Телеком монопода с креплением на башня on m.

alibaba.com

25 м антенна телекоммуникационная монопольная башня

25 м антенна монопольная башня особенность

Предоставляются высота	5-80 м
Давление ветра	5-180 км/ч
Материал	Q345B/A572, минимальная прочность на выход> = 345н/мм2; Q235B/A36, минимальный yiled strenght>= 235н/мм2;
Хороший характер	Кабель и лестница внутри или снаружи по запросу
Внешний вид	Горячая цинковка и цветная краска по запросу заказчика
Срок службы	Не менее 15 лет
Количество платформы для работы и отдыха	1-3 шт.
Антенная Опора Кол-во	Для детей возрастом от 3 до 18 месяцев шт
Микроволновое блюдо Кол-во	3-10 шт.
Форма	Пирамида или круглой формы
Характеристика	Меньше места, элегантный внешний вид,
Запасные части	Все необходимые детали для установки и подключения
Дизайн	ANSI/TIA-222-G

 

У нас есть полный контроль качества и инспекционный процесс, чтобы убедиться, что хорошее качество наших стальных башен:

Физические свойства теста	Химического анализа
Проверка размера	Солевого тумана
Холдинг инспекции	Цинковое покрытие инспекции

25 м антенна телекоммуникационная монопольная 25м антенна телекоммуникационная монопольная 25м антенна Телеком монопольная башня

Amazon.

com: Pyramid CB20 Антенна CB с магнитным креплением: Автомобильная электроника Я купил эту антенну для долгой поездки со Среднего Запада в западные штаты. Я радиолюбитель и имею значительный опыт работы с радиооборудованием, и хотя я обычно не использую CB, я считаю их ценными при определении условий движения во время межгосударственных поездок по автомагистралям, а также в случае чрезвычайной ситуации, когда другие средства связи могут не работают. Из-за покупки нового автомобиля я не смог использовать свою предыдущую антенну в моей новой конфигурации, поэтому я заказал этот более дешевый предмет, потому что я не собирался использовать антенну более чем на 3000 миль.

Этот конкретный продукт был доставлен в очень хорошем состоянии в отличной упаковке, и меня впечатлил его первоначальный вид. Изделие упаковано в разобранном виде, и средняя часть антенны должна быть навинчена на основание, а затем конец штыря вставляется в среднюю часть и удерживается ОЧЕНЬ маленьким установочным винтом. При сборке хлыст не вставлялся в устройство без изгиба, поскольку казалось, что отверстие просверлено под небольшим углом. Затем, когда я пытался закрепить хлыст, установочный винт выскочил еще до того, как он надежно затянулся, что вынудило меня найти альтернативное оборудование для сборки антенны.Я мог бы жить с этим, поскольку я понимаю, рискуя качеством с более дешевым предметом. Оттуда я поместил антенну на свой внедорожник и подключил ее. Когда я сидел на подъездной дорожке, антенна принималась очень хорошо. Я не собирался широко передавать, поэтому я не проводил настройки или тестирования КСВ в режиме передачи. Отсюда я совершил 140-мильную поездку туда и обратно, чтобы выполнить поручения и купить кое-какие припасы, и по возвращении домой я увидел, что антенна стоит под странным углом. При более внимательном рассмотрении я обнаружил, что мачта очень ослаблена на катушке нагрузки (центральная часть), и при более тщательном осмотре я обнаружил, что пластиковая катушка нагрузки треснула, а антенная мачта почти сломалась на две части в этот момент, что сделало ее совершенно непригодной .

В целом, этот товар очень низкого качества и его не рекомендуют. Я нашел пару плюсов в этом устройстве: а) магнитное основание очень прочное и достаточное для удержания устройства на месте на межгосударственных скоростях, б) коаксиальный кабель и разъем PL-259 оказались хорошего качества и адекватного качества. обязанность обеспечивать хорошую передачу сигнала и некоторую долговечность, и c) работа устройства (по крайней мере, прием) была очень хорошей до любого вождения. Этот блок может подойти тем, кто хочет использовать магнитную антенну в качестве базового блока на металлической крыше и т. Д., но имейте в виду, что он кажется очень хрупким для устройства, которое будет использоваться на движущемся транспортном средстве. Тем не менее, недостатки с точки зрения множества проблем с качеством и возможного отказа продукта в первый день использования заставили меня предложить полностью его избегать.

Я скажу, что процедура возврата Amazon показалась мне очень простой, и я жду подтверждения моего возврата и последующего возмещения за товар.

ОБНОВЛЕНИЕ — Возврат и возмещение прошли успешно, и я без проблем приобрел другой продукт через Amazon.

Электромагнитные свойства пирамид с позиций фотоники

1.

А. Силлиотти, Пирамиды. Карманный справочник по Египту, Американский университет в Каирской прессе (2003 г.).

Google Scholar

2.

Г. П. Фланаган и Дж. А. Марчелло, Сила пирамиды: наука о космосе (Откровения Фланагана), издательство Phi Sciences Press (1973).

3.

Тимофеева А.А., Электросвязь, Вып. 1, 2–9 (2007).

Google Scholar

4.

Дж. ДеСальво, Полный справочник по пирамидам. Исследовательская ассоциация Великой пирамиды Гизы, http: // sentinelkennels. com / GPimages / CompletePyramidSourcebook.pdf.

5.

М. Арулмани и М. Р. Хема Латха, Int. J. Sci. Англ. Res., 4 , Iss. 10, 977–1024 (2013).

6.

К. Спенс, Nature, 408 , 320–324 (2000).

ADS Статья Google Scholar

7.

И. В. Минин, О. В. Минин, Дифракционная оптика и нанофотоника: разрешение ниже дифракционного предела, Springer, Berlin (2016).

Книга Google Scholar

8.

И. В. Минин, О. В. Минин, Вестн. НГУ, 12 , Вып. 4, 7–12 (2014).

9.

И. В. Минин, О. В. Минин, Ю. Э. Гейнц, Ann. Phys., 527 , № 7–8, 491–497 (2015).

MathSciNet Статья Google Scholar

10.

Б. С. Лукьянчук, Р. Паниагуа-Домингес, И. В. Минин, и др. ., Опт. Матер. Экспресс, 7 , 1820 (2017).

ADS Статья Google Scholar

11.

Размеры пирамиды Хеопса (пирамиды Хуфу), http://www.cheops-pyramide.ch/khufu pyramid / khufunumbers.html.

12.

S. O. Nelson, J. Microwave Power Electromagn. Energy, 31 , 215–220 (1996).

Артикул Google Scholar

13.

О. Б. Олатинсу, Д. О. Олороде, К. Ф. Ойеделе, Adv. Прил. Sci. Наук, 4 , № 6, 150–158 (2013).

Google Scholar

14.

Эксперименты с электромагнитным эхолотом на пирамидах Гизы. Подготовлено для : Управление международных программ Национального научного фонда, Вашингтон, округ Колумбия 20550 в рамках гранта NSF № GF-38767.

15.

Болтинцев В.Б., Труды. XII Всероссийская конф.«Радар и радиосвязь», Москва (2018).

16.

К. П. Безродный, В. Б. Болтинцев, Е. М. Ефанов, и др. ., Всемирный туннельный конгресс’99, Норвегия, Осло (1999).

Google Scholar

17.

Давидовиц Дж. Пирамиды: разгадка загадки, Dorset Press, N. Y. (1988).

Google Scholar

18.

M. W. Barsoum, J. Am. Ceram. Soc., 89 , No.12. С. 3788–3796 (2004).

Артикул Google Scholar

19.

И. Туньи и И. А. Эль-Хемали, Europhys. Новости, 43 , № 6, 28–31 (2012).

Артикул Google Scholar

20.

Р. Дж. Найт, А. Нур, Геофизика, 52 , № 5, 644–654 (1987).

ADS Статья Google Scholar

21.

F. Zalewski, J. Geolog. Resource Eng., 4 , 153–168 (2017).

Google Scholar

22.

А. Р. Давид, Строители пирамид в Древнем Египте: современное исследование рабочей силы фараонов, второе издание, Рутледж (2002).

Книга Google Scholar

23.

W. J. Tait, Archaeological J., 144 , No. 1, 447–448 (1987).

Google Scholar

24.

Р. П. Сингх, М. П. Сингх и Т. Лал, Ann. Геофиз., 33 , № 1, 121–140 (1980).

Google Scholar

25.

С. Маршалл, Время и разум, 9 , № 1, 43–56 (2016).

Артикул Google Scholar

26.

К. Моришима, М. Куно, А. Акира Нишио, и др. ., Nature, 552 , 386–390 (2017).

ADS Статья Google Scholar

27.

G. Dash, Aeragram, 16 , 8–14 (2015).

Google Scholar

28.

Х. Д. Буй, Изображение пирамиды Хеопса, Springer Science & Business Media (2011).

29.

Верхаген Э., Койперс Л. и Полман А., Nano Lett., 10 , № 9, 3665–3669 (2010).

ADS Статья Google Scholar

30.

К. Танака, К. Катаяма и М.Танака, Опт. Экспресс, 18 , № 2, 787–798 (2010).

ADS Статья Google Scholar

31.

M. J. Felix, J. Muldera, A. Somintac, et al. ., Sci. Adv. Матер., 9 , № 2, 214–219 (2017).

Артикул Google Scholar

32.

Кошелев В.И., Ш. Лю, А.А. Петкун, Изв. Высш. Учебн. Завед. Физ., 53 , №9/2, 54–59 (2010).

Google Scholar

(PDF) Электромагнитные свойства пирамид с позиций фотоники

1769

очень загадочная внутренняя структура, а также открывает новые возможности в нанофотонике и плазмонике [29–31].

Кроме того, классические методы могут использоваться для изучения пирамид как антенн [32].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Силлиотти А., Пирамиды. Карманный справочник по Египту, Американский университет в Каирской прессе (2003 г.).

2. Г. П. Фланаган и Дж. А. Марчелло, Сила пирамиды: наука о космосе (Откровения Фланагана),

Phi Sciences Press (1973).

3. Тимофеева А.А., Электросвязь, Вып. 1, 2–9 (2007).

4. Дж. ДеСальво, Полный справочник по пирамидам. Исследовательская ассоциация Великой пирамиды Гизы,

http: // sentinelkennels. com / GPimages / CompletePyramidSourcebook.pdf.

5. M. Arulmani и M. R. Hema Latha, Int. J. Sci. Англ. Res., 4, Iss.10, 977–1024 (2013).

6. К. Спенс, Nature, 408, 320–324 (2000).

7. И. В. Минин, О. В. Минин, Дифракционная оптика и нанофотоника: разрешение ниже дифракционного предела,

Springer, Берлин (2016).

8. Минин И.В., Минин О.В., Вестн. НГУ, 12, Вып. 4, 7–12 (2014).

9. И. В. Минин, О. В. Минин, Ю. Э. Гейнц, Ann. И физ., 527 (7–8), 491–497 (2015).

10. Лукьянчук Б.С., Паниагуа-Домингес Р., Минин И.В. и др., Опт. Матер. Экспресс, 7, 1820 (2017).

11. Размеры пирамиды Хеопса (пирамиды Хуфу), http://www.cheops-pyramide.ch/khufu-pyramid/khufu-

numbers.html.

12. S. O. Nelson, J. Microwave Power Electromagn. Энергия, 31, 215–220 (1996).

13. О. Б. Олатинсу, Д. О. Олороде, К. Ф. Ойеделе, Adv. Прил. Sci. Res., 4, № 6 (2013), 150–158.

14. Эксперименты с электромагнитным эхолотом на пирамидах Гизы. Подготовлено: Управление международных программ,

Национальный научный фонд, Вашингтон, округ Колумбия.C. 20550 в рамках гранта NSF № GF-38767.

15. Болтинцев В.Б., Труды. XII Всероссийская конф. «Радар и радиосвязь», Москва (2018).

16. Безродный К. П., Болтинцев В. Б., Ефанов Е. М. и др., Всемирный туннельный конгресс’99, Норвегия, Осло (1999).

17. Давидовиц Дж. Пирамиды: разгадка загадки, Дорсет Пресс, Н. Ю. (1988).

18. M. W. Barsoum, J. Am. Ceram. Soc. 2004. Т. 89, № 12. С. 3788–3796.

19. I. Túnyi, I. A. El-hemaly, Europhys.Новости, 43, № 6, 28–31 (2012).

20. Р. Дж. Найт, А. Нур, Геофизика, 52, № 5, 644–654 (1987).

21. F. Zalewski, J. Geolog. Ресурс Eng., 4, 153–168 (2017).

22. А. Р. Давид, Строители пирамид в Древнем Египте: современное исследование рабочей силы фараонов, второе издание

, Рутледж (2002).

23. W. J. Tait, Archaeological J., 144, No. 1, 447–448 (1987).

24. Р. П. Сингх, М. П. Сингх, Т. Лал, Ann. Геофизика, 33, вып.1. С. 121–140 (1980).

25. С. Маршалл, Время и разум, 9, № 1, 43–56 (2016).

26. К. Моришима, М. Куно, А. Акира Нишио и др., Nature, 552, 386–390 (2017).

27. Даш Г., Aeragram, 16, 8–14 (2015).

28. Х. Д. Буй, Изображение пирамиды Хеопса, Springer Science & Business Media (2011).

29. Верхаген Э., Койперс Л., Полман А., Nano Lett., 10, № 9, 3665–3669 (2010).

30. Танака К., Катаяма К., Танака М., Опт.Экспресс. 2010. Т. 18, № 2. С. 787–798.

31. M. J. Felix, J. Muldera, A. Somintac, et al., Sci. Adv. Матер., 9, № 2, 214–219 (2017).

32. Кошелев В.И., Ш. Лю, А.А. Петкун, Изв. Высш. Учебн. Завед. Физ., 53, № 9/2, 54–59 (2010).

Трехмерные антенные структуры с использованием однородных треугольных массивов для эффективной многопользовательской всенаправленной передачи

Для увеличения пропускной способности системы мобильной связи 5G используются методы передачи с несколькими входами и выходами диапазон миллиметровых волн привлек большое внимание.Чтобы справиться с различными типами приемников, ожидаемых в связи 5G, такими как пользовательское оборудование (UE) в небольших сотах, домашние устройства Интернета вещей (IoT) в разных местах и ​​дроны, выполняющие воздушную навигацию, новые типы антенных решеток требуют все: возможность направленной передачи. Однако существующие антенные конструкции с типичными панельными решетками имеют ограничения по углам передачи как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. В этой статье мы предлагаем использовать трехмерные (3D) структуры массива, состоящие из нескольких треугольных панелей, для эффективной массовой передачи MIMO в беспроводных системах следующего поколения.Мы анализируем характеристики формирования диаграммы направленности однородного треугольного массива (UTA), подходящего для таких конфигураций трехмерного массива, и представляем базовую кодовую книгу, применимую к UTA. Используя антенные конструкции с несколькими панелями UTA, оценивается производительность многопользовательской передачи, чтобы продемонстрировать эффективность предложения.

1. Введение

Массивная передача с множеством входов и множеством выходов (MIMO) эффективно улучшает скорость передачи данных и пропускную способность системы за счет увеличения спектральной эффективности систем мобильной связи 5G [1–3].Используя полосу частот миллиметрового диапазона, расстояние между антенными элементами уменьшается, чтобы уменьшить общий размер решетки, в то время как точное формирование диаграммы направленности может быть выполнено с использованием большого количества антенных элементов [4–6]. Методы обучения лучей на основе кодовой книги были предложены для передачи в миллиметровом диапазоне [7], а стратегии управления лучом с использованием такого обучения были приняты для нового радио 5G (NR) [8]. Существующие конструкции кодовой книги в стандарте 3GPP основаны на однородных линейных массивах (ULA) и однородных прямоугольных массивах (URA), которые используют векторы формирования диаграммы направленности, выбранные из матрицы дискретного преобразования Фурье (DFT) [9], включая случай для 16-Tx URA в спецификации Release 14 [10].Также были предложены модификации традиционных кодовых векторов на основе DFT для применения существующих кодовых книг к однородным кольцевым массивам (UCA) [11, 12].

Для поддержки связи машинного типа (MTC), устройств Интернета вещей (IoT) и связи между транспортными средствами (V2X) для 5G NR необходимо беспроводное подключение многих различных форм трансиверов. Поскольку места расположения беспроводных устройств становятся все более разнообразными, требуются антенные решетки, способные передавать и принимать лучи в более широком диапазоне направлений.В то время как методы «полнонаправленного» формирования луча для генерации и отслеживания лучей изотропным образом становятся все более важными, современные антенные решетки имеют определенные ограничения для выполнения такого формирования луча. Для преодоления ограничений можно использовать трехмерные (3D) массивы различной формы с большим количеством антенных элементов для точного формирования луча в направлении цели. Традиционные трехсекторные модели, использующие ULA или URA, обеспечивают ограниченные углы формирования луча как в азимутальном, так и в зенитном направлениях.Использование UCA может преодолеть недостаток ухудшения характеристик вблизи границ секторов за счет равномерной передачи сигналов на все азимутальные углы от расположенных по кругу антенных элементов [13–17]. Путем вертикального укладки UCA можно построить структуру массива цилиндрического типа, чтобы добавить управляемость наклоном луча в определенном диапазоне зенитных углов [18]. Чтобы расширить диапазон передачи сигнала по всем азимутальным и зенитным углам, можно использовать массив сферической формы для равномерного и стабильного формирования луча во всех направлениях [19].В попытке создать антенные решетки, способные передавать сигналы в трехмерном пространстве, геодезические купола использовались для спутниковой связи путем разделения правильных многогранников [20–23].

Проектирование трехмерных структур антенных решеток требует практических соображений, включая методологию формирования диаграммы направленности, стратегию передачи сигналов с обратной связью по каналу и сложность аппаратной реализации. Хотя полностью цифровое формирование диаграммы направленности обеспечивает точное и гибкое формирование диаграммы направленности в соответствии с целевыми направлениями, оно требует подключения радиочастотной цепи к каждому элементу антенны, что не только дорого, но и ограничивается пространственными ограничениями массива.Чтобы решить эту проблему, желательна решетка, состоящая из подрешеток или панелей антенных элементов, для которых множество антенн объединены в группу для подключения к одной и той же РЧ цепи [24–26]. Следовательно, необходимо определить базовую форму панели для эффективного построения трехмерных массивов. Хотя URA является наиболее широко используемым типом антенных панелей, создание трехмерных массивов, состоящих из URA, связано только с проблемами проектирования. Альтернативный способ построения трехмерной антенной решетки заключается в использовании антенных подрешеток треугольной формы с равномерным расстоянием между соседними антенными элементами, называемых однородной треугольной решеткой (UTA).Несмотря на некоторый более ранний анализ дизайна физических участков для UTA [27, 28], использование треугольных решеток для трехмерного формирования луча не исследовалось широко.

В этой статье мы предлагаем использовать UTA для создания многопанельных трехмерных массивов для эффективной передачи MIMO и представляем примеры конструкции, которые будут использоваться в качестве антенных решеток базовых станций следующего поколения. Можно выбрать конкретную структуру массива с другим количеством панелей для использования в данных условиях приемопередатчика, таких как его расположение, размер ячеек и распределение пользователей.Сначала мы анализируем диаграмму направленности, создаваемую одиночным UTA, и представляем основные векторы формирования диаграммы направленности, применимые к UTA для целей наклона луча. Эти векторы могут быть объединены для когерентной передачи целевому пользователю с нескольких панелей, составляющих весь массив. Их также можно использовать для многопользовательской передачи сигналов, соответствующим образом выделяя набор панелей UTA для каждого пользователя. Массивы и соответствующие векторы формирования луча применяются к различным средам передачи, чтобы продемонстрировать полезность предложения.Работа организована следующим образом. Раздел 2 объясняет модели сигналов и систем, а также меры, используемые для оценки производительности. В разделе 3 анализируются характеристики луча UTA и представлены векторы формирования луча для одиночного UTA, а также для трехмерных многопанельных массивов. Структуры массива, состоящие из нескольких UTA, приведены в Разделе 4, а результаты оценки производительности показаны в Разделе 5. Выводы приведены в Разделе 6.

2. Модель системы

Рассматриваемый UTA имеет форму равностороннего треугольника с постоянной расстояние между соседними в ней антенными элементами.UTA с 15 антенными элементами показан на Рисунке 1 (a), где количество элементов в 5 антенных рядах равно 1, 2, 3, 4 и 5 соответственно. Обобщая этот тип размещения антенн, антенный ряд l панели включает в себя l антенных элементов. Для треугольной панели с антенными рядами L количество антенн в UTA составляет N = L ( L + 1) / 2. Если вся структура антенной решетки состоит из панелей UTA M , общее количество антенных элементов становится M _T = MN .Для сравнения диаграмм направленности рассмотрим обычную прямоугольную решетку с аналогичным количеством антенн, которая представляет собой URA с 16 антенными элементами, как показано на рисунке 1 (b). Параметры α и β , показанные на рисунке 1, представляют собой горизонтальный и вертикальный углы, используемые для визуализации диаграмм направленности.

Пример трехмерной структуры антенны и соответствующие параметры координат показаны на рисунке 2, где 20 панелей UTA составляют антенную решетку на основе икосаэдра.Центр трехмерного массива называется началом координат и обозначается O . Целевое пользовательское оборудование (UE) обозначено U . Обозначение A _{м, n} обозначает расположение n -го антенного элемента на м -й панели UTA. Направление UE может быть представлено в полярных координатах с использованием азимутального угла Φ и зенитного угла Θ. Кроме того, направление A _{м, n} от начала координат представлено азимутальным углом ϕ _{м, n} и зенитным углом θ _{м, n} .Обозначая расстояние от начала координат до A _{м, n} на r _{м, n} , вектор местоположения для n -го антенного элемента на м -й панели равен Выраженный аналогично, вектор местоположения UE может быть записан как где — расстояние от исходной точки до UE.

Сигнал, переданный антенной решеткой панелями M и принятый k -м UE, может быть записан как где — принятый вектор, — матрица канала для m -ой панели, — вектор формирования луча для m -ой панели, и является символом данных.Векторы межэлементных помех и комплексного гауссовского шума обозначены и соответственно. Модель сигнала может быть расширена до случая, когда лучи формируются для множества целевых UE, где снова принимается вектор для k -го UE и вектор данных для K UE, обслуживаемых передающей антенной решеткой. Матрица формирования луча включает в себя векторы формирования луча для K UE.

Когда многопользовательские данные передаются одновременно, лучи, предназначенные для других UE, действуют как помехи, и соответствующий сигнал помехи представлен вторым членом в уравнении (3).Комбинируя эффект межпользовательских помех, межсотовых помех и шума, отношение сигнал-помеха плюс шум (SINR) для k -го UE становится где — мощность шума. Суммируя индивидуальную скорость передачи данных для K UE, суммарная скорость системы представлена ​​как

Диаграмма усиления антенны, применяемая к каждому антенному элементу, соответствует стандартной модели 3GPP в [29], где где — вертикальное усиление и — горизонтальное усиление. Аргументы и представляют собой углы отклонения по вертикали и горизонтали от направления антенны соответственно.

3. Равномерная треугольная решетка

Мы генерируем диаграмму направленности UTA, используя решетку, показанную на рисунке 1 (а). Мы предполагаем, что к элементам антенны не применяется фазовый сдвиг, а направление луча совпадает с опорным направлением решетки. Диаграмма луча получается путем вычисления мощности сигнала при различных значениях горизонтального и вертикального углов. На рисунке 3 (а) показана диаграмма направленности горизонтального луча, полученная путем изменения α для заданных значений β .Кроме того, на рисунке 3 (b) показана диаграмма направленности по вертикали, полученная путем изменения β для заданных значений α . Для сравнения, аналогичные диаграммы направленности оцениваются для URA с использованием массива, показанного на Рисунке 1 (b), а результаты представлены на Рисунке 4. Обратите внимание, что горизонтальные и вертикальные диаграммы направленности для URA имеют одинаковую форму из-за симметрии массива. Хотя диаграммы направленности для UTA и URA не идентичны, общие формы луча, включая ширину луча 3 дБ и величины боковых лепестков, аналогичны.

Диаграммы диаграмм направленности, когда направление луча цели отклоняется от опорного направления решетки, также сравниваются для двух решеток. На рисунке 5 (а) показана пиковая мощность, наблюдаемая в направлении цели, когда угол отклонения направления луча θ увеличивается от 0, при условии, что единичная мощность передается от каждого антенного элемента. Пиковая мощность имеет тенденцию к уменьшению, когда θ становится большим из-за уменьшения усиления единичных антенн, описанного в уравнении (6). Однако очень похожие значения пиковой мощности наблюдаются для двух решеток для всех диапазонов угла отклонения.Небольшая разница значений мощности соответствует соотношению номеров антенн 16/15. На рисунке 5 (b) показан результат оценки ширины луча 3 дБ для различных значений θ , показывающий, что ширина луча остается относительно постоянной для всех углов отклонения.

Несмотря на некоторые подробные различия в диаграммах направленности лучей, мы видим из результатов сравнения, что общие характеристики лучей для двух решеток схожи. Ключевые характеристики, такие как пиковая мощность луча и ширина луча, зависят не от типа массива, а от количества элементов в массиве.Таким образом, UTA с соответствующим количеством элементов может быть привлекательным альтернативным кандидатом URA для создания трехмерных антенных структур с ожидаемыми характеристиками формирования диаграммы направленности.

Мы определяем набор векторов формирования луча, используя геометрию расположения антенн, которая может использоваться для наклона передаваемых лучей от UTA произвольного размера. Подобно генерации кодового вектора для обычных двумерных массивов, определение векторов формирования луча может быть получено с помощью произведения Кронекера горизонтальных и вертикальных лучей.На рисунке 6 показаны индексы расположения антенных элементов UTA. Антенные элементы UTA существуют в подмножестве всех возможных местоположений в пределах прямоугольника, образованного антенными рядами L и 2 антенными столбцами L -1. Давайте сначала определим основные векторы формирования луча для генерации вертикального луча. Вектор формирования диаграммы направленности по вертикали длиной L принимает форму вектора дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и представляется как с линейно увеличивающейся величиной значений фазы.Индекс луча p определяет один из полных углов P для вертикального наклона луча, а матрица L × P представляет набор векторов формирования луча P по вертикали. Во-вторых, основные векторы формирования луча для генерации горизонтального луча могут быть обозначены вектором длиной 2 L -1, который имеет модифицированную форму вектора DFT с элементом нулевой фазы в центре вектора. Горизонтальный луч формируется при одном угле наклона Q согласно индексу q .Включая все векторы формирования луча Q в качестве столбцов матрицы (2 L — 1) × Q , мы получаем

Для объединения вертикальных и горизонтальных лучей мы умножаем вектор-столбец и вектор-строку для получения Матрица кодовых векторов L × (2 L — 1) в уравнении (11) для и. Обратите внимание, что он включает элементы фазового сдвига для всех элементов в прямоугольной области, как показано на рисунке 6. Векторы формирования луча для UTA получаются путем выбора элементов в уравнении (11), которые соответствуют заштрихованным элементам треугольной области на рисунке 6, что являются антенными элементами УТА.Чтобы выбрать N элементов из всех L (2 L — 1) элементов в, мы обозначим n -й элемент вектора формирования луча для UTA как. Этот элемент получается путем выбора, который является l -м строкой и k -м элементом столбца в; т.е. имеем отношение. Нам нужно указать, как индекс элемента кодового вектора n связан с матричными индексами l и k , и соотношение задается следующими формулами

Используя эти формулы, индекс элемента кодового вектора n = 1, 2,…, N — 1 преобразуется в индекс строки -1 и индекс столбца k , а затем могут быть выбраны соответствующие элементы в уравнении (11).Кодовый вектор для UTA получается путем сбора выбранных элементов как

Поскольку существует P вертикальных направлений пучка и Q горизонтальных направлений пучка, всего PQ кодовых векторов длиной N можно построить путем объединения пучков. в обоих направлениях. Таким образом, мы включаем все эти кодовые векторы, чтобы сформировать кодовую книгу для UTA в виде матрицы N × ( PQ )

Векторы формирования луча могут быть определены путем выбора столбца в уравнении (14) с желаемым индексом вертикального луча p и индекс горизонтального луча q .

Чтобы применить векторы формирования луча, описанные выше, для когерентной передачи данных с использованием многопанельных массивов, требуется соответствующая настройка. Каждая панель UTA отличается своим положением и осью антенны, и параметр коррекции необходимо умножить на выбранный кодовый вектор, чтобы компенсировать эту разницу для формирования вектора формирования луча для м -й панели и k -го UE. Чтобы получить параметр коррекции, необходимо рассчитать расстояние от опорной точки каждой панели до UE.Не умаляя общности, мы позволяем расположению первого элемента быть точкой отсчета для каждой панели UTA. Относительное расстояние от A _{м , 1} до UE может быть определено путем взятия внутреннего произведения единичного вектора от начала до UE и вектора в направлении опорной точки от начала координат, т. Е. Результат расчета с использованием полярных координат дается формулой [30], где — расстояние между началом координат и местоположением опорной антенны.Используя эту информацию, можно получить разность фаз канала для эталонного антенного элемента в каждой панели, где — несущая частота, c — скорость распространения, а — длина волны. Параметр коррекции в уравнении (15) определяется возведением в степень отрицательного значения уравнения (17) для компенсации разности фаз как

. Мы можем получить параметр коррекции для каждой панели, используя информацию о координатах опорной антенны и цели. UE из уравнения (18) и примените его для передачи лучей из данной структуры многопанельной решетки.

4. Многопанельные UTA

Несколько UTA могут быть объединены вместе для создания трехмерных массивов различной формы. Все UTA имеют одинаковую форму равностороннего треугольника, и их можно использовать в качестве основных строительных блоков для более сложных и универсальных антенных структур. Например, UTA могут быть собраны вместе в многогранную пирамиду, которую можно закрепить на стене или прикрепить к потолку. Поскольку для 5G NR развертывается все больше малых сот, антенные решетки такого типа потолочного типа хорошо подходят для малых сот внутри помещений.На рисунке 7 показан иллюстративный пример использования нескольких UTA для формирования трехмерного массива пирамидальной формы, установленного на потолке в помещении для эффективной передачи сигнала приемникам в ячейке. Параметры Θ ₁ , Θ ₂ и т. Д. — это углы отклонения луча от оси их соответствующей панели. Сигнал к целевому UE может передаваться только с панели с наименьшим углом отклонения или с нескольких панелей, используя векторы лучей для когерентного объединения сигналов. Добавление дополнительных панелей UTA приводит к созданию трехмерных массивов различной формы.На рисунке 8 показаны массивы потолочного типа для количества панелей M = 3, 4 и 5. Для этих массивов угол между осью отверстий панелей UTA и направлением, перпендикулярным поверхности потолка, составляет 70,5 °, 54,7 °. , и 37,4 ° соответственно. Когда количество панелей увеличивается до M = 6, массив прилегает ровно к поверхности потолка, а осевое направление панели — прямое направление вниз. В зависимости от геометрии помещения и типичного распределения UE, для улучшения характеристик передачи может быть выбран конкретный тип трехмерного массива.

Массивы потолочного типа, представленные на рисунке 8, имеют ограничение покрытия только одной полусферы всего трехмерного пространства. Чтобы преодолеть это ограничение, мы можем построить массивные структуры на основе правильных многогранников и их вариаций, чтобы включить больше панелей UTA, покрывающих все пространство. На рисунке 9 показаны такие структуры массива с использованием панелей M, = 8, 20, 60 и 80. Первые два массива на рисунках 9 (a) и 9 (b) построены путем прикрепления панели UTA к каждой грани октаэдра и икосаэдра соответственно.Додекаэдр с 12 гранями не может быть напрямую использован для построения массива с UTA, поскольку его грани представляют собой пятиугольники. Вместо этого мы применяем 5 UTA для покрытия каждой стороны додекаэдра, как показано на рисунке 9 (c), и получаем трехмерную структуру с 60 панелями UTA. Кроме того, каждая треугольная грань икосаэдра может быть дополнительно разделена на четыре равносторонних треугольника меньшего размера, обеспечивая пространство для установки 80 панелей UTA, как показано на рисунке 9 (d). Общее количество антенных элементов определяется как M _T = MN , где N — количество антенн в каждой панели.При использовании N = 15 элементов для UTA, общее количество антенн в структуре массива с M = 60 панелями составляет M _T = 900. Следовательно, массивные массивы различных форм и размеров могут быть построенным несколькими UTA путем изменения конструктивных параметров. Поскольку спрос на трехмерные антенные решетки возрастает, массовое производство UTA, предоставляемых по сниженной цене, может быть использовано для построения антенных решеток.

5. Оценка производительности

Мы оцениваем производительность трехмерных массивов для нескольких различных сценариев передачи.Здесь мы заинтересованы в оценке применимости массивов-кандидатов к UE в трехмерном пространстве, когда луч прямой видимости (LoS) является доминирующим компонентом передачи. Таким образом, измеряется только нормализованная принимаемая мощность луча LoS на основе угла отклонения от каждой панели к UE, игнорируя влияние потерь на трассе или многолучевых сигналов. Нормализованная принимаемая мощность имеет единичное значение, когда антенный элемент прямо направлен на целевое UE с нулевым углом отклонения.Для UTA с M элементами принятый сигнал объединяется, чтобы показать нормированную принятую мощность для UE с нулевым углом отклонения. Принимаемая мощность уменьшается по мере того, как угол отклонения становится больше, и точная величина уменьшения определяется диаграммой усиления, описанной в уравнении (6). Когда панели M совместно передают луч на UE в заданном месте, мы измеряем угол отклонения всех панелей и располагаем их в порядке возрастания как.Соответствующая нормализованная принимаемая мощность может быть затем указана в порядке убывания. Нижний индекс k в переменных и указывает порядок вклада для соответствующей панели. Например, k = 2 предполагает, что это второй по величине угол отклонения среди всех панелей, обеспечивающий вторую по величине нормализованную принимаемую мощность для UE.

На рисунке 10 показаны характеристики передачи трехмерного массива потолочного типа, описанного на рисунке 7, с M = 4 панелями на UE, которое предполагается равномерно расположенным по всей полусфере.На рисунке 10 (a) кумулятивная функция распределения (CDF) нормализованной принятой мощности показана для лучей от четырех панелей. Распределение наибольшей принимаемой мощности обозначено на рисунке цифрой k = 1 со средним значением 8,9 дБ. Средние значения, и составляют соответственно 0,3, -15,1 и -16,6 дБ, предполагая, что количество принимаемой мощности быстро уменьшается для панелей с большими углами отклонения. Для k > 2 величина вклада мощности значительно меньше, чем у первых двух панелей.Следовательно, в этом сценарии достаточно использовать до двух панелей для совместной передачи. Рисунок 10 (b) показывает CDF, что указывает на большее распределение углов отклонения при увеличении k . Средние значения составляют 28,1, 57,5, 87,0 и 107,8 ° для k = 1, 2, 3 и 4. Средние значения для ширины луча 3 дБ диаграммы усиления в уравнении (6) и намного превышают ее, обеспечивая незначительный вклад мощности в целевое UE.

Мы применяем массивы потолочного типа с M = 3, 4, 5 и 6 панелей UTA для определения суммы нормализованной принимаемой мощности для UE в случайном месте в полушарии.На рисунке 11 показана сумма мощностей для увеличивающегося числа взаимодействующих панелей M ‘, выполняющих когерентное объединение сигналов. На рисунке видно, что мощность становится насыщенной для M ′ = 2, и использование большего количества панелей не обеспечивает дополнительного увеличения мощности. Единственным исключением из этого правила является массив из панелей UTA M = 6, у которых все поверхности панелей лежат на одной и той же поверхности. В этом случае угол отклонения для всех панелей к UE идентичен, и принимаемая мощность увеличивается линейно по мере увеличения M ‘.Из рисунка также видно, что массив с панелями UTA M = 5 обеспечивает наибольшую нормированную мощность, что свидетельствует о его структурном преимуществе, заключающемся в эффективном покрытии пространства с точки зрения оси визирования панели для случайных UE.

Затем рассматривается нормализованная принимаемая мощность с использованием трехмерного массива на основе многогранников с M = 60 панелей, показанных на рисунке 9 (c). В этом случае мы предполагаем, что формирование луча выполняется для случайных UE, расположенных над сферической моделью с массивом в центре, охватывающим все пространство.Сначала мы оцениваем нормализованную принимаемую мощность для сценария однопользовательской передачи, показанного на рисунке 12 (a), а затем расширяем результат, чтобы исследовать суммарную скорость для сценария многопользовательской передачи, показанного на рисунке 12 (b).

На рисунке 13 показаны функции CDF для нормализованной принимаемой мощности и угла отклонения. Хотя до 60 панелей могут совместно использоваться для однопользовательской передачи, примерно до 5 панелей вносят вклад в большую часть принимаемой мощности. На рисунке 13 (a) распределение мощности показано для k = от 1 до 5, для которых средние значения равны 11.3, 10,9, 10,0, 9,4 и 8,7 дБ в порядке убывания. В отличие от массивов потолочного типа, снижение мощности менее значимо при увеличении значений k . Это также можно наблюдать в распределении углов отклонения, показанном на рисунке 13 (b), со средними значениями 11,5, 16,9, 24,2, 28,0 и 32,0 °. Для массива сферической формы с большим количеством панелей большее количество панелей с достаточно небольшим отклонением от оси визирования вносит вклад в передачу сигналов к целевому UE.

Массив обеспечивает возможность передачи луча во все изотропные местоположения UE в трехмерном пространстве, и только ограниченное количество панелей достаточно для формирования луча для одного пользователя.Следовательно, многопользовательская передача к геометрически разделенным UE желательна для улучшенного использования ресурса массива для увеличения пропускной способности системы. Мы случайным образом размещаем K UE в пространстве и назначаем набор панелей для формирования луча данному UE. На рисунке 10 (b) показана многопользовательская передача на K = 2 UE, где панели, назначенные для UE слева, обозначены синим цветом, а панели для UE в нижнем направлении отмечены красным.Стратегия распределения панелей состоит в том, чтобы назначать панели для UE циклически, при этом панель имеет точку обзора, наиболее близкую к направлению UE, назначаемого по очереди. Если панель с таким условием уже назначена какому-либо другому UE, назначается панель со следующим наименьшим углом отклонения. Процедура продолжается до тех пор, пока всем UE не будут назначены панели M ‘для передачи их данных, где M ‘ — это заранее определенное количество панелей, используемых для совместного формирования диаграммы направленности для каждого пользователя.

Мы применяем этот процесс распределения панелей к K нескольким UE, используя массив на основе многогранников с 60 панелями UTA для оценки производительности суммарной скорости. Суммарная скорость определяется путем сложения индивидуальной скорости UE, как описано в уравнении (5). Индивидуальная скорость получается по формуле пропускной способности, где отношение сигнал / помеха вычисляется на основе принятой мощности от панелей, назначенных для UE, и мощности помех от панелей для других UE. На рисунке 14 (a) суммарная скорость оценивается из повторяющихся имитаций случайно расположенных UE, когда количество одновременно присутствующих UE для передачи луча составляет K = 2, 3, 4 и 5.Увеличивающееся значение суммарной скорости показано по мере того, как K становится большим, показывая возможность многопользовательской передачи массива. На рисунке показано, что насыщение не наступает до тех пор, пока M ‘= 10 взаимодействующих панелей, предполагая, что 10 или более панелей могут быть назначены для каждого UE. Однако дополнительный выигрыш после использования панелей M ′ = 5 становится ограниченным, а использование большего количества панелей повлечет за собой повышенную сложность работы и потребление энергии. На рисунке 14 (b) мы оцениваем скорость увеличения количества UE при использовании 5 или менее панелей для каждого UE.Хотя индивидуальная скорость имеет тенденцию к медленному снижению для большего количества UE, суммарная скорость продолжает увеличиваться до 10 UE, подтверждая применимость массива для многопользовательского формирования диаграммы направленности.

6. Выводы

Антенные решетки в различных формах и структурах желательны для расширенных функций формирования луча, и было предложено использование треугольных панелей и их комбинаций для создания трехмерных массивов. UTA обеспечивают геометрическое преимущество перед прямоугольным аналогом для создания различных структур трехмерного массива с возможным взаимодействием нескольких панелей для увеличения мощности сигнала для целевого пользователя.Возможность наклона луча посредством фазового сдвига с каждой панели также может быть обеспечена предложенной кодовой книгой для ограниченных каналов обратной связи. Передача с использованием трехмерных массивов особенно эффективна для многопользовательского сценария, когда может одновременно поддерживаться большое количество пользователей с улучшенной пропускной способностью системы.

Доступность данных

Данные моделирования, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Корейским национальным исследовательским фондом (NRF), MSIP (NRF-2017R1A2B4002367) и LG Electronics.

Обзор технологии терагерцовых фотопроводящих антенн

Терагерц (ТГц) — это название области электромагнитного спектра, расположенной между микроволновым диапазоном (<100 ГГц) и дальним инфракрасным диапазоном (> 10 ТГц). ¹ Эту область часто называют «последней границей» электромагнитных волн, поскольку исторически существовало сравнительно мало исследований по научным исследованиям и разработке приложений терагерцовых волн.Причина этого проста; эффективная генерация и обнаружение ТГц излучения — чрезвычайно нетривиальная проблема. ТГц лежит в переходной области электромагнитного спектра между классически описанной областью электроники (радио, микроволны и миллиметровые волны) и фотонной областью (инфракрасной, видимой, УФ и рентгеновской), где квантовая природа света становится доминирующей. Приближение к ТГц режиму из любого из этих регионов сопряжено с уникальными проблемами. Увеличение рабочей частоты СВЧ-устройств ограничено подвижностью несущей колеблющегося полупроводника. ² С другой стороны, уменьшение энергии излучаемых фотонов, генерируемых электронными переходами в полупроводнике, тормозится тем фактом, что энергия ТГц фотонов меньше тепловой энергии при комнатной температуре. ³ Были использованы другие методы, сочетающие в себе аспекты фотоники и электроники ^{4 , 5} , хотя они имеют свой собственный список проблем.

Однако проблемы, с которыми сталкиваются различные методы генерации и обнаружения ТГц излучения, не остановили развитие этой технологии.Хотя технология ТГц не так развита, как технология для других областей электромагнитного спектра, было предложено множество практических приложений, которые в настоящее время разрабатываются. Одним из первых коммерческих приложений терагерцовой визуализации и спектроскопии является неразрушающий скрининг фармацевтических препаратов. Продемонстрированы изменения в твердотельной кристаллической форме ⁶ и спектральный фингерпринт химических соединений. ^{7 , 8} Спектральное снятие отпечатков пальцев было предложено также для приложений безопасности, поскольку неразрушающий характер волн ТГц может позволить проникновение в материалы для обнаружения скрытых наркотиков и взрывчатых веществ. ^{9 — 11} Во многих работах изучается потенциальное использование ТГц изображений и рефлектометрии во временной области в качестве инструмента контроля качества при производстве и упаковке электроники ^{12 — 20} , а также для контроля композитных материалов. ²¹ Биомедицинская визуализация с использованием ТГц излучения была предложена и изучена для целей визуализации рака, ^{22 — 28} оценка ожоговой раны, ^{29 — 32} и визуализация тканей зубов. ³³ Существует также множество других приложений, и имеется несколько подробных обзоров по различным приложениям технологии формирования изображений ТГц и спектроскопии. ^{9 , 10 , 24 , 34 — 41}

В этом обзоре основное внимание будет уделено различным ключевым аспектам технологии фотопроводящей антенны ТГц (PCA). другие технологии, такие как фотомиксеры, несмещенное поверхностное излучение и оптическое выпрямление, будут кратко обсуждены.Мы подробно обсудим фундаментальные теории генерации ТГц излучения в ФП. Ключевые работы из литературы будут категорически рассмотрены и организованы следующим образом: разработка фотопроводящих материалов, эмиттеры большой площади, плазмонные наноструктуры, улучшение широкополосных характеристик и коммерчески доступные системы.

1.1.

Теория терагерцовых фотопроводящих антенн

Излучение и детектирование импульсного широкополосного ТГц излучения от PCA с оптической накачкой были впервые выполнены в конце 1980-х годов исследовательскими группами пионеров ТГц диапазона Дэвида Остона ^{42 — 45} и Дэниела Гришкоу. ^{1 , 46 , 47} Концепция генерации импульсного ТГц излучения от PCA проиллюстрирована на рис. 1 (a). Здесь на PCA падает пример фемтосекундного оптического импульса с длительностью импульса <1 пс. PCA состоит из смещенной по постоянному току металлической дипольной антенны, нанесенной на фотопроводящую подложку. Оптический импульс падает на антенный зазор (G), распространяется в фотопроводник и начинает генерировать фотоносители внутри фотопроводника по мере его поглощения, как показано на рис.1. Генерируемые фотоносители ускоряются в поле смещения постоянного тока, создавая нестационарный фототок, который возбуждает дипольную антенну и в конечном итоге излучается повторно как импульс ТГц частоты. ^{42 — 45 , 48 , 49} Переходный отклик PCA показан на рис. 1 (б) –1 (д). Когда оптический импульс поглощается фотопроводником, носители генерируются со скоростью, пропорциональной оптическому импульсу (красный след).Фотоносители реагируют ускорением вдоль поля смещения постоянного тока, создавая, таким образом, переходный фототок со временем нарастания, приблизительно пропорциональным времени нарастания падающего оптического импульса (серая кривая). После пиков фототока, как показано на рис. 1 (d), время затухания определяется электрическими свойствами фотопроводника, а не временным профилем оптического импульса. ⁴⁸ Как показано на рис. 1 (e), если фотопроводник имеет короткое время жизни носителей (серый след), фотоносители, генерируемые оптическим импульсом, начнут рекомбинировать сразу после того, как оптический импульс будет полностью поглощен. ^{48 — 50} Напротив, если фотопроводник имеет длительный срок службы носителей (синяя кривая), созданные фотоносители будут продолжать вносить вклад в фототок после полного поглощения оптического импульса. Это приводит к расширению импульса фототока, что, в свою очередь, приводит к расширению выходного импульса и сокращению общей полосы частот ТГц диапазона. Чтобы предотвратить это, часто используются фотопроводники с субпикосекундным временем жизни носителей, из которых наиболее распространен арсенид галлия, выращенный при низких температурах (LT-GaAs). ^{51 — 64}

Рис. 1

Наглядный пример генерации импульсного ТГц диапазона в PCA. (а) Фемтосекундный оптический импульс распространяется в фотопроводник, генерирует кратковременный фототок, который возбуждает антенну, и повторно излучается в виде широкополосного ТГц импульса. (b – e) Временной профиль генерации носителей (красная кривая) и фототока в антенном зазоре для фотопроводящего материала (серая кривая) для короткого срока службы носителей и (синяя кривая) для длительного срока службы носителей.

Примерно масштабная иллюстрация типичного ТГц PCA показана на рис. 2. Изометрический вид на рис. 2 (а) иллюстрирует основные компоненты устройства, в том числе фотопроводящую подложку, электроды дипольной антенны ТГц и высокочастотные. резистивная линза из кремния с плавающей зоной (HRFZ Si). Волны ТГц генерируются на диполе антенны, где фокусируется оптическая накачка. ТГц излучение распространяется вдоль оси оптической накачки в фотопроводящую подложку, а затем в воздух, причем большая часть распространяется в подложку. ⁶⁵ Линза HRFZ Si взаимодействует с генерируемым ТГц излучением и распространяет его в свободное пространство. Виды сверху всей площади и увеличенных дипольных областей показаны на рис. 2 (б) и 2 (в) соответственно. Здесь можно увидеть, что параллельные микрополосковые линии соединяют центрально расположенную дипольную антенну с более крупными площадками смещения. Эти площадки смещения действуют как большие электрические поверхностные соединения для соединения проводов с внешней схемой, которая используется для подачи напряжения смещения постоянного тока. Общий поперечный размер L устройства обычно находится в диапазоне от нескольких миллиметров до примерно сантиметра.Длина диполя антенны D обычно составляет порядка 100 мкм, а размер зазора G может варьироваться от нескольких микрометров до почти D.

Рис. 2

(a) Изометрический вид типичного устройства ТГц PCA, установленного на Объектив HRFZ Si. (b) Полный вид сверху ТГц PCA и (c) расширенный вид сверху на центрально расположенную дипольную структуру ТГц, показывающий только размер G зазора и длину диполя D.

Обнаружение излучаемых ТГц импульсов часто осуществляется либо с помощью откалиброванные детекторы мощности ТГц, такие как болометры ^{34 , 55 , 66 — 69} и пироэлектрические детекторы, ^{10 ,} 70 ^{или более или более полностью за счет электрооптической выборки ТГц импульса в конфигурации спектроскопии во временной области (TDS). 8 , 43 , 44 , 48 , 72 , 75 Более поздний метод позволяет извлечь временной профиль ТГц поля. Схема системы ТГц во временной области показана на рис. 3. ТГц генерируется посредством ранее описанного преобразования фемтосекундного оптического импульса в широкополосный ТГц импульс на эмиттере. 42 — 45 , 48 , 49 На эмиттер подается напряжение постоянного тока, и часто также измеряется усредненный по времени фототок.В общем, мощность излучаемого ТГц импульса пропорциональна измеренному фототоку через дипольную антенну. 48 , 50 , 76 , 77}

Рис.3

Принципиальная схема типовой конфигурации электрооптической выборки ТГц импульсов в системе TDS.

Для измерения излучаемого ТГц импульса в качестве приемника используется другой PCA. В отличие от эмиттера, PCA приемника не имеет внешнего смещения постоянного тока.Вместо этого излучаемый ТГц луч фокусируется на дипольной антенне, поэтому поляризация луча выравнивается поперек антенного зазора. ^{1 , 48 , 78} Когда импульс ТГц распространяется в антенну, он вызывает переходное напряжение смещения в зазоре. Для измерения этого переходного напряжения часть фемтосекундного оптического импульса отделяется от луча источника, распространяется через регулируемую оптическую линию задержки и фокусируется в зазоре PCA приемника.Это обеспечивает узкий импульс фотоносителей во время, которым можно управлять с помощью оптической линии задержки. Когда импульс фотоносителя и ТГц поле индуцируют временное перекрытие переходного напряжения, через антенну индуцируется измеряемый фототок, пропорциональный мгновенному напряжению антенны. При качании линии оптической задержки импульсный сигнал фотоносителя свертывается с сигналом переходного напряжения, индуцированного ТГц полем. Сбор и сопоставление данных о положении оптической задержки и наведенного фототока позволяет измерить временной профиль ТГц импульса.Когерентный характер этого метода обнаружения обеспечивает высокое отношение сигнал / шум (SNR), поскольку он значительно снижает влияние излучения черного тела и других источников ТГц излучения на приемник. ⁷⁸

Хотя точная природа генерации ТГц в PCA не является общепризнанной, в настоящее время существует три основных способа, с помощью которых можно объяснить генерацию THz в PCA: кратковременное ускорение носителей в массивном полупроводнике, ^{56 , 67 , 77 , 79} мгновенное падение удельного сопротивления дипольного промежутка после поглощения оптического импульса, ^{50 , 80} и прямой сбор фотоносителей антенными электродами . ^{72 , 76 , 81 , 82} Когда фемтосекундный оптический импульс падает в зазор ТГц PCA, электронно-дырочные пары генерируются повсюду в зазоре, пропорционально локальная интенсивность падающего оптического импульса. ^{48 , 50 , 77} Фотоносители ускоряются вдоль поля смещения постоянного тока и позже рекомбинируют на коротком расстоянии. Это вызывает изменяющиеся во времени поверхностные токи в структуре устройства, которые, в свою очередь, создают распространяющийся ТГц импульс с электрическим полем ETHz, описанным в [5].77:

Ур. (1)

ETHz (r, t) = — 14πε0c2∂∂t∫Js (r ′, t− | r − r ′ | c) | r − r ′ | ds ′, где Js — поверхность, зависящая от пространства и времени. ток на поверхности эмиттера, r — пространственный вектор расположения ТГц поля, r ′ — пространственный вектор расположения поверхностного тока, который интегрируется по поверхности эмиттера ds ′, c — скорость света в вакууме , εo — диэлектрическая проницаемость свободного пространства. Из уравнения. Из (1) видно, что излучаемое ТГц поле будет зависеть от чистых поверхностных токов в эмиттере PCA.Рассматривая различные источники поверхностных токов, можно описать различные механизмы излучения ТГц излучения. ^{48 , 50 , 77}

Чтобы понять различные механизмы, которые создают терагерцовое излучение в PCA, рассмотрим поперечное сечение диполя THz PCA, показанное на рис. 4. Типичная архитектура устройства , который включает в себя металлические анод и катод на фотопроводящем слое LT-GaAs толщиной ∼1 мкм над полуизолирующей подложкой GaAs (SI-GaAs) толщиной ∼500 мкм.Первая причина генерации ТГц возникает непосредственно из генерации и ускорения заряда в фотопроводнике, известной как модель выброса тока. ⁷³ Электронно-дырочные пары, образующиеся в зазоре, будут разделены; они ускоряются вдоль электрического поля смещения, как показано на рис. 4, и через короткое время рекомбинируют. ^{56 , 73 , 79 , 83} Для второй причины генерации ТГц рассмотрим состояние устройства PCA до оптического возбуждения.Из-за того, что устройство имеет параллельную структуру, в зазоре накапливается емкостная энергия в виде накопления положительного и отрицательного заряда на аноде и катоде соответственно. ⁸⁰ Величина этого заряда зависит от геометрии устройства, напряжения смещения и удельного сопротивления промежутка. ^{80 , 84} Удельное сопротивление зазора, которое также определяет распределение электрического поля смещения в фотопроводнике, зависит от концентрации носителей заряда внутри фотопроводника.Возбуждение промежутка оптическим импульсом вызывает резкий рост концентрации носителей заряда и, как следствие, падение удельного сопротивления. Это вызывает колебания терагерцовой частоты в металлизации антенны при смещении поля смещения. ^{48 , 77 , 80} Третья причина генерации ТГц — это оптическая инжекция тока непосредственно в электроды антенны. ^{77 , 80 , 85} Любые фотоносители, генерируемые в достаточной близости от электродов антенны, будут собираться антенной перед их рекомбинацией.Это действует как управляющий ток, который, при условии, что индуцированный импульс тока достаточно короткий, также вызывает колебания ТГц диапазона в антенне. ^{77 , 80 , 85}

Рис.4

Поперечное сечение генерации оптических носителей в дипольном промежутке ТГц PCA на основе LT-GaAs, показывающее силовые линии электрического поля красными стрелками.

Часто производительность систем на основе ТГц PCA описывается одним или несколькими из следующих показателей: системное SNR, мощность ТГц сигнала, полоса пропускания ТГц сигнала и эффективность преобразования оптического сигнала в ТГц. ³⁶ SNR системы THz PCA зависит от нескольких сложных факторов, помимо излучателя THz PCA. ^{86 , 87} SNR часто определяется как отношение пикового сигнала в спектрах частотной области к амплитуде системного шума (т. Е. Измеренная среднеквадратичная амплитуда сигнала на детекторе, когда ТГц луч блокируется ). Сила ТГц сигнала зависит от материала и конфигурации излучателя ТГц ППМ, а также от приложенного напряжения смещения и мощности падающей оптической накачки.Как правило, мощность сигнала выражается как среднее по времени выходной ТГц мощности или пиковое значение выходного ТГц электрического поля. С появлением более мощных излучателей ТГц диапазона, эффективность преобразования оптического сигнала в ТГц возникла как дополнительный показатель производительности. ⁷⁶ Это полезный показатель для сравнения полной входной оптической мощности с общей выходной ТГц мощностью.

Увеличение мощности сигнала в системе на основе ТГц PCA было бы полезно для приложений, где необходимо проникновение сигнала в материалы с потерями, включая биомедицинскую визуализацию, ^{25 , 26 , 30} биологические приложения, такие как картографирование содержания воды в листьях, ^{88 , 89} скрининг безопасности, ^{9 — 11} и другие.Подобно метрике SNR, полоса пропускания зависит от нескольких факторов в системе ТГц, кроме излучателя PCA. В отличие от радиочастотных антенн, где полоса частот определяется диапазоном –10 дБ, полоса пропускания ТГц PCA часто выражается как диапазон частот, в котором измеренная мощность сигнала в частотной области превышает уровень шума системы. Увеличенная полоса пропускания важна для приложений, в которых используются различные спектральные характеристики материалов. ^{7 , 8} Например, для получения изображений и спектроскопии в ТГц диапазоне для фармацевтических препаратов требуется способность наблюдать узкие пики поглощения в диапазоне ТГц.Следовательно, увеличение полосы пропускания системы на основе ТГц PCA может позволить количественно оценить дополнительные колебательные моды. ^{7 , 8}

Подавление излучения боковых лепестков рупорной антенны путем загрузки линзы из метаматериала

, ^{1, 2} , ^{a, 1, 2 1 2} , ^{1, 2} , ^{1, 2} , ¹ и ^{b, 1}

Mei Qing Qi

¹ State Key Laboratory of Nanjusting Millimeter Waves, Юго-Восточный Миллиметровый университет 210096, Китай

² Синергетический инновационный центр технологий беспроводной связи, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Вэнь Сюань Тан

¹ Государственная лаборатория миллиметровых волн, Юго-Восточный университет, Нанкин 21000002

93, Китай

93 2 Синергетический инновационный центр технологий беспроводной связи, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Хуэй Фэн Ма

¹ Государственная ключевая лаборатория Миллиметровые волны, Юго-восточный университет, Нанкин 210096, Китай

² Синергетический инновационный центр технологий беспроводной связи, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Бай Цао Пан

¹ Государственная лаборатория Миллиметровых волн, Юго-Восточный университет Нанкин 210096, Китай

² Синергетический инновационный центр технологий беспроводной связи, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Цзуй Тао

¹ Государственная лаборатория миллиметровых волн, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай 9 2 Synergetic Innovation Center of Wireless Communication Technology, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Yong Zhi Sun

¹ State Key Лаборатория миллиметровых волн, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

Tie Jun Cui

1 0002 Государственная ключевая лаборатория миллиметровых волн, Юго-Восток ООН iversity, Нанкин 210096, Китай

¹ Государственная ключевая лаборатория миллиметровых волн, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

² Синергетический инновационный центр беспроводных коммуникационных технологий, Юго-Восточный университет, Нанкин 210096, Китай

ноябрь 2014 г. Получено

18; Принята в печать 12 февраля 2015 г.

Авторские права © 2015, Macmillan Publishers Limited. Все права защищены. Эта работа находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии, чтобы воспроизвести материал. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http: // creativecommons.org / licenses / by / 4.0 / Эта статья цитируется другими статьями в PMC.

Abstract

Предлагается новый подход к управлению распределением амплитуды и фазы электромагнитных полей по апертуре рупорной антенны. Путем загрузки линзы из метаматериала внутрь рупорной антенны достигается сужающееся распределение амплитуды поля апертуры, которое может подавлять излучение боковых лепестков антенны. Метаматериал дополнительно обрабатывается для достижения плоского фазового распределения на апертуре рупора, чтобы избежать снижения усиления, которое обычно страдает в традиционных конструкциях антенн с низкими боковыми лепестками.Разработан и изготовлен прототип рупорной антенны, нагруженной метаматериалом. Как численное моделирование, так и результаты измерений демонстрируют сужающееся распределение апертурного поля и значительное уменьшение излучения боковых и задних лепестков в рабочей полосе частот.

В последнее десятилетие метаматериалы, состоящие из периодических структур в субволновых масштабах, предоставили беспрецедентный навык управления электромагнитными волнами и создания новых устройств, таких как плащи-невидимки ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5} , идеальные поглотители ^{6 , 7} , линзы из метаматериалов ^{8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 6, 15} 16 и антенны из метаматериала ^{17 , 18 , 19 , 20 , 21} .Среди различных метаматериалов в литературе важную роль играют метаматериалы с градиентным показателем преломления (GRIN), которые обладают градиентной диэлектрической проницаемостью и / или проницаемостью. Метаматериалы GRIN могут быть искусственно реализованы с использованием различных элементарных ячеек с различной геометрией и размерами, и поэтому их легко спроектировать. Первый метаматериал GRIN был реализован в 2005 году, состоящий из кольцевых резонаторов (SRR) для формирования отклоняющего микроволнового луча ⁸ . С тех пор метаматериалы GRIN использовались в различных микроволновых приложениях, таких как линзы Люнебурга ^{11 , 12} , высоконаправленные антенны ^{13 , 14} , линзы Maxwell «рыбий глаз» ^{15 , 16} , линзовые антенны с нижним лепестком ¹⁷ и сканирующая антенна ¹⁰ .В большинстве литературных источников метаматериалы GRIN служат для увеличения направленности и усиления антенн путем преобразования сферических волн в плоские волны ^{11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16} .

Более конкретно, эффективный метод был предложен в работе. ¹⁷ для управления распределением как амплитуды, так и фазы линзы из метаматериала, в которой сферические волны, излучаемые специальным источником (т. Е. Хорошо спроектированной волноводной антенной), преобразуются в плоские волны, что позволяет получить линзовую антенну с улучшенными характеристиками ¹⁷ .Однако эта линза из метаматериала должна быть размещена вдали от специально разработанного источника, чтобы диаграммы направленности излучения источника в дальней зоне можно было использовать для освещения поверхности линзы из метаматериала. Совсем недавно Гок и Грбич представили метод настройки электромагнитных полей, включая фазу и поток энергии ¹⁸ . Но требуемую неоднородную и анизотропную среду реализовать сложно.

В этой статье мы предлагаем новый подход к управлению полем апертуры и добились успеха в уменьшении уровня боковых лепестков диаграмм направленности путем загрузки метаматериалов GRIN в трехмерную рупорную антенну.Хорошо известно, что рупорные антенны широко используются в системах беспроводной связи и спутниковой связи из-за их простой конструкции, широкой рабочей полосы пропускания, низких потерь и высокой надежности. Однако рупорные антенны имеют также некоторые существенные недостатки, такие как неидеальное распределение апертурного поля, огромное несоответствие диаграмм направленности в широкой полосе частот и относительно высокие боковые лепестки в плоскости Е ^{19 , 20} . Используемые здесь метаматериалы размещаются внутри рупорной антенны без увеличения ее размера и могут управлять распределением как амплитуды, так и фазы апертурных полей и, следовательно, управлять свойством излучения рупорной антенны.

Результаты

Механизм манипулирования апертурными полями

Основная теория метаматериала GRIN изложена в [5]. ⁸ . Было показано, что волновым фронтом можно управлять с помощью линзы GRIN. Далее мы продемонстрируем, что метаматериалы GRIN могут не только использоваться для преобразования сферической волны в плоскую волну, но также могут использоваться для одновременного управления распределением поля апертуры, включая величину и фазу.

В общем случае распределение показателя преломления линзы произвольной формы определяет амплитуду и фазу поля апертуры при заданном источнике питания. Следовательно, мы можем управлять показателем преломления внутри линзы для управления полем диафрагмы. Не теряя общности, мы рассматриваем в качестве примера плоскую линзу, показатель преломления которой n ( ρ ) должен быть изменен вдоль поперечного направления (направление ρ ) распространяющейся волны.Если требуется получить высоконаправленный луч в направлении, нормальном к плоской линзе, необходима однородная фаза на плоской апертуре. Следовательно, сферические волны, возбуждаемые источником питания, должны преобразовываться в плоские волны при распространении через плоскую линзу. Согласно критерию, согласно которому каждый оптический путь от источника питания до верхней поверхности линзы GRIN должен иметь одинаковую фазовую задержку, распределение показателя преломления по радиусу было продемонстрировано примерно в следующем виде: ¹⁰

принципиальная схема управления полем диафрагмы с помощью объектива GRIN.

Метод трассировки лучей используется, чтобы указать направление распространения волны и показать преобразование волны из сферической плоскости в плоскость (показано на). Чтобы продемонстрировать трассировку лучей в линзе GRIN, для анализа используется закон преломления. Закон преломления можно использовать для расчета отклонения луча на границе раздела между различными средами. n _i представляет собой показатель преломления в точке ( ρ _i , z _i ) и n _{i + 1} в точке ( ρ _{i + 1} , z _{i + 1} ).Согласно закону преломления, итерационное формирование касательной трассировки лучей может быть выведено следующим образом: ¹⁷

Следовательно, трассировка лучей может быть приблизительно дискретизирована с помощью коротких отрезков линии. Мы можем получить фазовое распределение ϕ _a ( ρ ) поля на апертуре, вычислив оптический путь (определяемый как)

Мощность излучения источника питания обозначена как P _f ( θ ), а распределение мощности на апертуре объектива отмечено как P _a ( ρ ).По закону сохранения энергии можно получить

Очевидно, что показатель преломления линзы определяет распределение поля апертуры. Следовательно, мы можем управлять распределением поля апертуры по апертуре линзы GRIN, настраивая распределение показателя преломления.

Конструкция рупорной антенны, нагруженной метаматериалом

Характеристики пирамидальной рупорной антенны можно улучшить, используя предложенный подход к управлению полем апертуры.Загрузив линзу из метаматериала GRIN внутрь пирамидального рупора, нам удалось подавить боковые лепестки диаграмм направленности в дальней зоне. иллюстрирует геометрию и фотографию антенны, загруженной метаматериалом. Обратите внимание, что эквивалентные среды используются для замены метаматериалов при проектировании, поскольку теория эквивалентной теории метаматериалов может эффективно упростить процесс ²² . Линза из метаматериала состоит из основного слоя (CL) и двух слоев согласования импеданса (IML).Далее подробно демонстрируется конструкция загруженной линзы GRIN с использованием эквивалентных носителей и ее физическая реализация.

Топология предлагаемой антенны.

(а) — (б) Геометрия предлагаемой антенны. (c) Воздушный рог (пустой рог, наполненный воздухом) и содержащиеся в нем метаматериалы. (d) Фотография мета-рога. Подробные размеры (единицы измерения: мм): A = 47,55, B = 22,15, C = 90, D = 86, L = 82 и T = 4.

Хорошо известно, что диаграммы направленности антенны определяются ее апертурным полем. В традиционном рупоре амплитуда тангенциальной составляющей апертурного поля аппроксимируется следующими формами: ²³

где C — размер апертуры пирамидального рупора в направлении x (см.).

Из уравнения 5 мы можем получить, что E-поле на отверстии воздушного рупора (пустого рупора пирамиды) почти однородно в E-направлении (направление y) и сужается в H-направлении (направление x), поскольку смоделировано в.Это приводит к узкой ширине луча и высоким боковым лепесткам в Е-плоскости. Чтобы уменьшить уровень боковых лепестков в диаграмме направленности, также требуется сужающееся распределение в направлении E. Линзы из метаматериала GRIN используются в рупоре для изменения распределения поля апертуры в направлении Е, делая распределение амплитуды сужающимся, а распределение фазы — однородным. Благодаря оптимизации с использованием начального значения, указанного в формуле. (1) ¹³ , целевое распределение показателя преломления в направлении y (направление E) метаматериала GRIN достигается в.Для сравнения, электрические поля на отверстии, когда метаматериалы загружаются внутрь рупора (называемого здесь «мета-рупором»), также показаны на. Рупор заполнен идеальными блоками из метаматериала, которые обладают хорошо спроектированным распределением показателя преломления, показанным на рис. Согласно закону преломления можно получить, что лучи будут искривляться при распространении через неоднородный материал ¹⁷ . Следовательно, линза из метаматериала GRIN, установленная на апертуре рупора, хорошо манипулирует распределением поля апертуры, и электромагнитная энергия в некоторой степени собирается в центральной области апертуры.Поэтому на апертуре формируется сужающееся распределение поля (см.). Замечено, что распределение электрического поля в направлении Е также является конусообразным. Конусное распределение поля апертуры является ключом к подавлению боковых лепестков диаграмм направленности в дальней зоне.

Электрическое поле в плоскости Е рупоров и амплитуда электрического поля на отверстии.

(a) (c) Воздушный рог, (b) (d) Рупор с эквивалентной средой.

Распределение показателя преломления и способ реализации.

(a) Распределение показателя преломления вдоль E-направления для центрального слоя и слоев согласования импеданса (IML). (b) Соотношение между длиной (-1 ) металлической полосы и показателем преломления ( n ) метаматериалов для центрального слоя. (c) Связь между длиной (-1 ) металлической полосы и показателем преломления ( n ) метаматериалов для ЛПМ. (d) Схематический график металлических полос. Подробные размеры: a = 6, w = 0.5, t1 = 0,762, t2 = 0,508 (единица измерения: мм).

Кроме того, поскольку несовпадение импеданса происходит на границе раздела между линзой из метаматериала GRIN и воздухом, слои согласования импеданса (IML) добавляются к метаматериалу GRIN (который в нижеследующем тексте называется «основным слоем») ¹⁷ . Согласно теории, толщина IML составляет четверть длины волны на рабочей частоте. На практике, поскольку IML в широкополосном диапазоне и длина волны варьируется в разных средах, толщина IML составляет примерно четверть длины волны на центральной частоте.Чтобы упростить проектирование и изготовление, проницаемость составляющих MTM ограничивается единицей, и поэтому распределение показателя преломления для IML определяется квадратным корнем из показателя преломления в слое сердцевины.

В этой работе толщина каждой IML (обозначенная как h _м ) выбрана как две десятых длины волны ( λ ₀ ) на центральной частоте ( f ₀ ), чей оптический путь близок λ ₀ /4.Показатели преломления внутреннего слоя и IML обозначены как n _c и n _m соответственно. Входное сопротивление на интерфейсе между воздухом и IML составляет

, где z _м = 1/ n _м , z _c = 1/ n _c и θ — фаза распространения в IML. Следовательно,

, в котором f — рабочая частота.Следовательно, мы можем получить коэффициент отражения на границе раздела между линзой и воздухом как:

В соответствии с распределением показателя преломления в и распределением поля рупорной антенны, основное отражение происходит в центральной области апертуры. если IML не применяется. представляет отражение на апертуре линзы для нормального падения с ИМЛ и без нее. Понятно, что уменьшение отражения составляет более 10 дБ во всей рабочей полосе частот при применении IML.Следовательно, IML необходим для улучшения характеристик рупорной антенны в широкополосной связи.

Соответствие производительности.

(a) Отражение в центральной области на границе раздела между линзой и воздухом с IML и без них ( n _c = 1,278, n _м = 1,633). (б) Измеренный КСВН.

Реализация линзы GRIN с использованием метаматериалов

Для реализации предложенной линзы GRIN необходимы метаматериалы с показателем преломления, перекрывающим диапазон.Металлические полоски разной длины напечатаны на подложке Rogers RO4350B для создания линзы из метаматериала. Связь между длиной полоски и показателем преломления метаматериала проиллюстрирована на рис. Следует отметить, что толщина ( t ₁ ) подложки выбрана равной 0,762 мм для слоев сердцевины, а на рисунке (c) толщина ( t ₂ ) выбрана равной 0,508 мм. для IML. Для подложки толщиной t ₁ показатель преломления изменяется от 1.От 16 до 1,7 при изменении длины полосы от нуля до 5,9 мм. В то время как для подложки толщиной t ₂ показатель преломления изменяется от 1,11 до 1,29, что соответствует длине полосы, увеличивающейся от нуля до 5 мм. Следовательно, показатель преломления может покрывать целевое распределение показателя преломления.

Наконец, антенна, нагруженная метаматериалом, состоит из двух частей: одна представляет собой рог пирамиды с 16 параллельными узкими прорезями вдоль стенок (как показано на рисунке), а другая — 8 кусочков срезов метаматериала с разными масштабами (как показано на рисунке). в ).Ломтики изготовлены из Rogers RO4350B с нанесенными на него металлическими полосками и сконструированы внутри пирамидального рожка, как показано на. Базовый уровень включает 4 слоя, а IML-файлы — 4 слоя. Форма каждого ломтика предназначена для равномерного совпадения с рогом, как, например, проиллюстрировано на. Расстояние между срезами составляет 6 мм, что составляет одну десятую длины волны на центральной частоте f ₀ = 5 ГГц.

Обсуждение

Мы выполнили численное моделирование предлагаемой мета-рупорной антенны и воздушного рупора в микроволновой студии CST.Смоделированные диаграммы направленности воздушного рупора и мета-рупора в дальней зоне с реальной структурой металлических полос на трех частотах выборки (4, 5 и 6 ГГц) показаны на рис. Замечено, что для воздушного рупора ширина луча в E-плоскости уже, чем в H-плоскости, а боковые лепестки в E-плоскости очень велики. Это хорошо согласуется с анализом распределения апертурного поля. Напротив, для мета-рожка производительность явно улучшается. У него явно более низкие боковые лепестки по сравнению с воздушным рупором, что доказывает, что можно эффективно уменьшить боковой лепесток рупорной антенны, загружая метаматериалы; его ширина луча в Е-плоскости больше, чем у воздушного рупора, особенно на более высоких частотах; он имеет одинаковую ширину луча в E-плоскости и H-плоскости на частоте 6 ГГц.Кроме того, также следует отметить, что ширина луча в H-плоскости почти одинакова для воздушного рупора и мета-рупора, что связано с тем, что градиентный показатель преломления распределяется только в направлении E. Результаты измерений хорошо согласуются с смоделированными, что также отражено на графике.

Смоделированные (а – в) и измеренные (г – е) диаграммы направленности в дальней зоне воздушного рупора и мета-рупора на частотах 4, 5 и 6 ГГц соответственно.

Коэффициенты усиления воздушного и мета-рупора (в направлении максимального значения) сравниваются в.Замечено, что усиление мета-рупора немного ниже, чем усиление воздушного рупора. Основная причина заключается в том, что для мета-рупора поле апертуры в направлении Е является конусным, а не однородным.

Сравнение усиления воздушного рожка и мета-рога.

(а) Смоделировано. (б) Измерено.

Чтобы убедиться, что нагруженные метаматериалы не вызывают рассогласования импеданса рупора в широкополосном диапазоне, для сравнения показаны отношения стоячей волны по напряжению (КСВН) для воздушного рупора и мета-рупора.Согласно результатам, мета-рупор показывает хорошие характеристики согласования в очень широком диапазоне частот. Таким образом, продемонстрировано, что метаматериалы работают в широкополосном диапазоне без рассогласования.

Итак, мы представили метод управления распространением электромагнитных волн с помощью метаматериалов. Помимо управления фазой электромагнитных полей, вводится способ управления амплитудой, а также приложение для настройки диаграммы направленности рупорной антенны без увеличения размера антенны.Этот метод потенциально может быть использован для значительного улучшения характеристик некоторых существующих устройств от микроволновых до оптических частот, а также может использоваться в некоторых адаптивных системах.

Методы

Численное моделирование рупорной антенны, нагруженной метаматериалом, было выполнено с помощью коммерческого программного обеспечения CST Microwave Studio. Материалом для изготовления пирамидального рупора был алюминий. Подложка, на которой напечатаны полосы различной длины, была Rogers RO4350B с относительной диэлектрической проницаемостью 3.66 и тангенс угла потерь 0,0037. Мы использовали векторный анализатор цепей Agilent для измерения КСВ изготовленного образца. Диаграмма направленности в дальней зоне была измерена в безэховой камере с использованием передающей рупорной антенны, которая расположена в 15 метрах от измеряемой мета-рупорной антенны и воздушной рупорной антенны.

Вклад авторов

M.Q.Q., H.F.M. и T.J.C. задумал. W.X.T. сделал теоретический анализ. M.Q.Q. сделал моделирование и оптимизацию. B.C.P., Z.T. и Ю.З.С. выполнил изготовление и измерения.M.Q.Q., W.X.T. и T.J.C. написал рукопись на основе отзывов всех авторов. Все авторы участвовали в обсуждениях.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальными проектами высоких технологий (2011AA010202 и 2012AA030402), Национальным научным фондом Китая (61138001, 61171024, 61171026, 60921063 и 61401089), 111 Project (111-2-05) и Китаем. Фонд постдокторской науки (2012M511652 и 2013T60488).

Ссылки

• Cui T. J., Smith D.Р. и Лю Р. Метаматериалы: теория, дизайн и приложения (Springer, 2009). [Google Scholar]
• Schurig D. et al. Электромагнитная маскировка из метаматериала на СВЧ частотах. Наука 314, 977–980 (2006). [PubMed] [Google Scholar]
• Лю Р. et al. Широкополосная маскировка заземляющего слоя. Наука 323, 366–369 (2009). [PubMed] [Google Scholar]
• Валентин Дж., Ли Дж., Зентграф Т., Бартал Г. и Чжан Х. Оптический плащ из диэлектрика. Nat.Матер. 8, 568–571 (2009). [PubMed] [Google Scholar]
• Ма Х. Ф. и Цуй Т. Дж. Трехмерная широкополосная маскировка заземляющего слоя из метаматериалов. Nat. Commun. 1, 1–6 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Лэнди Н. И., Саджуйигбе С., Мок Дж. Дж., Смит Д. Р. и Падилла В. Дж. Идеальный поглотитель из метаматериалов. Phys. Rev. Lett. 100, 207402 (2008). [PubMed] [Google Scholar]
• Cheng Q., Cui T. J., Jiang W. X. & Cai B.G. Всенаправленный электромагнитный поглотитель из метаматериалов.New J. Phys. 12, 063006 (2010). [Google Scholar]
• Смит Д. Р., Мок Дж. Дж., Старр А. Ф. и Шуриг Д. Метаматериалы с градиентным индексом. Phys. Ред. E 71, 036609 (2005). [PubMed] [Google Scholar]
• Greegor R. B. et al. Моделирование и тестирование градуированного отрицательного показателя преломления линзы. Прил. Phys. Lett. 87, 0 ^{(2005). [Google Scholar]}
• Ma H. F. et al. Эксперименты с высокоэффективными антеннами со сканированием луча, изготовленными из метаматериалов с градиентным показателем преломления.Прил. Phys. Lett. 95, 094107 (2009). [Google Scholar]
• Kundtz N. & Smith D. R. Крайнеугольная широкополосная линза из метаматериала. Nat. Матер. 9. С. 129–132 (2010). [PubMed] [Google Scholar]
• Ма Х. Ф. и Цуй Т. Дж. Трехмерный широкополосный и широкоугольный объектив трансформационной оптики. Nat. Commun. 1, 124 (2010). [PubMed] [Google Scholar]
• Chen X., Ma H. F., Zou X. Y., Jiang W. X. & Cui T. J. Трехмерная широкополосная линзовая антенна с высокой направленностью из метаматериалов.J. Appl. Phys. 110, 044904 (2011). [Google Scholar]
• Гу К. et al. Экспериментальная реализация широкополосной линзы конформного отображения для направленного излучения. Прил. Phys. Lett. 100, 261907 (2012). [Google Scholar]
• Мэй З. Л., Бай Дж., Ню Т. М. и Цуй Т. Дж. Половинная линзовая антенна Максвелла «рыбий глаз» на основе метаматериалов с градиентным индексом. IEEE Trans. Антенны Propag. 60, 398–401 (2012). [Google Scholar]
• Ma H. F. et al. Трехмерные материалы с градиентным показателем преломления и их применение в линзовых антеннах микроволнового диапазона.IEEE Trans. Антенны Propag. 61, 2561–2569 (2013). [Google Scholar]
• Qi M. Q., Tang W. X., Xu H.-X., Ma H. F. & Cui T. J. Настройка диаграмм направленности в широкополосном диапазоне с контролируемым апертурным полем с использованием метаматериалов. IEEE Trans. Антенны Propag. 61, 5792–5798 (2013). [Google Scholar]
• Гок Г. и Грбич А. Настройка фазы и потока мощности электромагнитных полей. Phys. Rev. Lett. 111, 233904 (2013). [PubMed] [Google Scholar]
• Лиер Э., Вернер Д. Х., Скарборо К.П., Ву К. и Боссард Дж. А. Радиочастотный метаматериал с пренебрежимо малыми потерями октавной полосы пропускания. Nat. Матер. 2011. Т. 10. С. 252–252. [PubMed] [Google Scholar]
• Лиер Э. Обзор мягких и жестких рупорных антенн, включая рупорные гибридные рупоры на основе метаматериалов. Антенны IEEE Propag. Mag. 2010. Т. 52, с. 31–39. [Google Scholar]
• Ма Х. Ф., Чен Х., Ян Х. М., Цзян В. Х. и Цуй Т. Дж. Разработка многолучевых сканирующих антенн с высоким коэффициентом усиления и низкими боковыми лепестками с использованием метаматериалов с градиентным показателем преломления.J. Appl. Phys. 107, 014902 (2010). [Google Scholar]
• Smith D. R., Vier D. C., Koschny T. & Soukoulis C. M. Восстановление электромагнитных параметров из неоднородных метаматериалов. Phys. Ред. E 71, 036617 (2005). [PubMed] [Google Scholar]
• Баланис К. А. Теория антенн: анализ и конструкция, 3-е издание (Wiley-Interscience, 2005). [Google Scholar]

% PDF-1.6 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > поток конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> / ColorSpace> / Font >>> эндобдж 5 0 obj > поток h ޤ [YsHr ~ ׯ G! rp8; {Y ᇎ yH «_1 # tozQa) G qL2leXVw? 墎

yˀ8m + XVV @ Y» CLgs0, NyX ? Q * 2Lf> n /, | (wͪU4 ڜ k ǣ «^ wnVHf)

.