350 rub
Journal Antennas №10 for 2011 г.
Article in number:
Electrical dimension of antennas: miniaturization perspectives
Keywords: electrically small antenna metamaterials high-temperature superconductors fundamental limit for compound antennas feed methods
Authors:
V. F. Los?, A. N. Schamanov
Abstract:
The demand to design small, lightweight mobile-communication, airborne and space devices increasing accordingly, creating the need for optimal antennas. As is well known, miniaturizing an antenna will affect its radiation characteristics. Typical electrical requirements are on impedance bandwidth, gain, efficiency. Moreover, it is not always easy to feed a small antenna efficiently. In this paper, we examine different potential possibilities to make antennas smaller, offering with advances in technology of production nanomaterials, metamaterials, high-temperature superconductors and nanophotonic. Succinctly reviewed also the limitations of antennas bandwidth as they decrease in physical size. It is noted that the time dependent Poynting theorem accurately describes all possible electromagnetic fields and is the appropriate tool for antenna analysis. Given an example of ultrawideband dipole, wich feed by the coupled line.
Pages: 88-94
References
  1. Слюсар В. Наноантенны: подходы и перспективы // Электроника НТБ. 2009. № 2. C. 58-65.
  2. Burke, P. J., An RF circuit model for carbon nanotubes // IEEE Trans. on Nanotechnology. 2003. V. 2. № 1. P. 55-58.
  3. Hanson, G. W., Fundamental transmitting properties of carbon nanotubes antennas // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 2005. V. 53. № 11. P. 3426-3435.
  4. Huang, K.-C., Edwards, D. J., Millimetre wave antennas for gigabit wireless communication. John Wiley & Sons. 2008.
  5. Быстров Р. П., Гуляев Ю. В. и др. Микро- и наноэлектроника применительно к системам радиолокации и радиосвязи // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 9. С. 11-50.
  6. Бахрах Л. Д., Зайцев Д. Ф., Сигов А. С. Новые аспекты применения нанотехнологии в аппаратуре АФАР: нано-фотоника и опто-MEMS // Антенны. 2009. Вып. 6(145). С. 84-95.
  7. Фрадин А. З. К вопросу о точечном излучателе // Журнал технической физики. 1939. Т. 9. Вып. 13. С. 1161-1174.
  8. Wu T. T., King R. W. P., The cilindrical antenna with nonreflecting resistive loading // IEEE Trans. on AP-13. 1965. Р. 369-373.
  9. Костюченко С. А., Коцаренко В. А. Методы и устройства охлаждения в криоэлектронике //Зарубежная радиоэлектроника. 1994. № 7/8. С. 3-10.
  10. Черпак Н. Т., Величко А. В. Высокотемпературные сверхпроводники в микроволновой технике // Успехи современной радиоэлектроники. 2000. № 4. С. 3-47.
  11. Лось В. Ф. Микрополосковые и диэлектрические резонаторные антенны. САПР-модели: методы математического моделирования. М.: Радиотехника. 2002.
  12. Chaloupka, H., Klein, N., Peiniger, M., et al.. Miniaturized HTS microstrip patch antenna // IEEE Trans. on Microwave Theory and Technique. 1991. V. 39. № 9. P. 1513-1521.
  13. Vendik O.G., Vendik, I. B., and Kholodniak, D. V., Applications of High-Temperature Superconductors in Microwave Integrated Circuits // Materials Physica and Mechanics Journal.2000. 2(1). P. 15-24.
  14. Гусева Л. Высокотемпературные сверхпроводники. Перспективы использования в СВЧ-компонентах // Электроника НТБ. 1999. № 2.
  15. Емельянов В. Ю. Микроэлектронные СВЧ-компоненты на основе высокотемпературных сверхпроводников // Компоненты и технологии. 2001. № 6 и 7.
  16. Гавва Д. С., Крикун Е. В., Лучанинов А. И. Современное состояние техники электродинамических устройств с нелинейными характеристиками поверхностного импеданса // Проблемы телекоммуникаций. 2011. Вып. 1(3). С. 61-81.
  17. Гуляев Ю. В., Лагарьков А. Н., Никитов С. А. Метаматериалы: фундаментальные исследования и перспективы применения // Вестник Российской академии наук. 2008. Т. 78. № 5. С. 438-457.
  18. Братчиков А. Н. СВЧ-устройства, излучатели и ФАР на основе новых метаматериалов и структур // Антенны. 2009. Вып. 1 (140). С. 3-72.
  19. Панченко Б. А. Метаматериалы и сверхнаправленность антенн // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54. № 3. С. 302-307.
  20. Слюсар В. И. Метаматериалы в антенной технике: история и основные принципы. Электроника: НТБ. 2009. № 7. С. 10-19.
  21. Слюсар В. 60 лет теории электрически малых антенн. Некоторые итоги // Электроника: НТБ. 2006. № 7. С. 10-19.
  22. Grimes D. M., Grimes C. A. Minimum Q of electrically small antennas: a critical review // Microwave and Optical Technology Letters. 2001. V. 28. № 3. P. 172-177.
  23. Grimes, D. M., Grimes, C. A., Power in modal radiation fields: limits of the complex Poynting theorem and the potential for electrically small antennas // Journal of Electromagnetic Waves and Application. 1997. V. 11. P. 1721-1747.
  24. Grimes, D. M., Grimes, C. A., Radiation Q of dipole-generated fields // Radio Science. 1999. V. 34. P. 281-296.
  25. Collin, R. E., Minimum Q of small antennas// Journal of Electromagnetic Waves and Application. 1998. V. 12. P. 1369-1393.
  26. Hansen, R. C., Electrically small, superdirective, and superconducting antennas. John Wiley & Sons. 2006.
  27. Ryan Orsi. Dockon-s CPLTM Technology: Microstrip compound antennas for commercial use// 2010. www.dockon.com.
  28. Шаманов А. Н. Способ увеличения полосы частот диполя - частотно-независимый диполь // Антенны. 2001. Вып. 1(47). С. 54-60.
  29. Бахрах Л. Д., Лось В. Ф., Шаманов А. Н. Сверхширокополосная дипольная антенна // Радиофизика и радиоастрономия. 2002. Т. 7. №4. С. 368-371.