Antenne de fractale

Une antenne de fractale de est une antenne qui emploie une fractale , conception autosimilaire de pour maximiser la longueur, ou augmente le périmètre (sur les sections intérieures ou la structure externe), du matériel qui peut recevoir ou transmettre les signaux électromagnétiques dans une superficie totale ou un volume donnée. De telles antennes de fractale désigné également sous le nom des courbes remplissantes à multiniveaux, et de de l'espace, mais des mensonges d'aspect clé dans leur répétition d'un motif plus de 2 ou de plus des tailles de balance, ou des « itérations ». Pour cette raison, les antennes de fractale sont très compactes, sont multibandes ou à large bande, et ont des applications utiles dans le téléphone cellulaire et les communications en hyperfréquence.

Un bon exemple d'une antenne de fractale comme courbe remplissante de l'espace est sous forme de spirale rétrécie de fractale (d'abord montrée dans référence 4 ; utilisé par la permission). Ici, chaque ligne de cuivre est juste petite fraction d'une longueur d'onde.

Les réponses d'antennes de fractale diffèrent nettement des conceptions traditionnelles d'antenne, parce qu'il est capable du fonctionnement avec le bon à l'excellente exécution à beaucoup de différentes fréquences simultanément. Les antennes normalement standard doivent être " ; cut" ; pour la fréquence pour laquelle elles sont d'être employer-et les antennes standard fonctionnent bien ainsi seulement à cette fréquence. Ceci fait à l'antenne de fractale une excellente conception pour des applications à large bande et multibandes.

Antennes périodiques et fractales de notation

La première fractale « antennes » étaient, en fait, fractale « range », avec des arrangements de fractale des éléments d'antenne, et non reconnu au commencement en tant qu'ayant l'individu-similitude en tant que leur attribut. les antennes Notation-périodiques sont des rangées, autour depuis les années 50 (inventées par Isbell et DuHamel), qui sont de telles rangées de fractale. Elles sont une forme commune utilisée dans des antennes de TV, et sont pointe de flèche dans la forme.

Antennes d'élément de fractale et exécution supérieure

Les éléments d'antenne (par opposition aux réseaux d'antennes) faits à partir des formes autosimilaires étaient des premiers faits par Nathan Cohen, puis un professeur à l'université de Boston, commençant en 1988. Les efforts de Cohen avec une série de conceptions d'antenne de fractale ont été édités la première fois en 1995 (ainsi la première publication scientifique sur des antennes de fractale), et un certain nombre de brevets ont été publiés de la priorité 1995 de classement de l'invention (voir la liste dans les références, par exemple). La plupart des allusions aux antennes de fractale font la référence à ces « antennes d'élément de fractale ».

Beaucoup d'antennes d'élément de fractale emploient la structure de fractale comme combinaison virtuelle des condensateurs et des inducteurs. Ceci fait l'antenne de sorte que soit ait beaucoup de différentes résonances, celle puisse être choisi et ajusté, en choisissant la conception appropriée de fractale. Noter que de telles résonances ne peuvent être liées à une taille particulière de balance de la structure de fractale : la graduation de la structure ne mène pas à une graduation linéaire des résonances. Cette complexité surgit parce que le courant sur la structure a un arrangement complexe provoqué par l'inductance et la capacité d'individu. Généralement bien que leur longueur électrique efficace soit plus longue, les antennes d'élément de fractale sont physiquement plus petites. Des antennes d'élément de fractale sont rétrécies ont comparé aux conceptions conventionnelles, et n'ont pas besoin de composant additionnel. En général la dimension de fractale d'une antenne de fractale est un pauvre facteur prédictif de son exécution et application.

Non toutes les antennes de fractale fonctionnent bien pour une application donnée, beaucoup car non toutes les antennes conventionnelles conviennent à un besoin donné. Les méthodes de recherche d'ordinateur dans la simulation sont utilisées généralement pour identifier que les conceptions d'antenne de fractale répondent mieux au besoin.

Bien que la première validation de la technologie ait été éditée dès 1995 (voir le ref.1) études indépendantes récentes pour continuer à montrer la supériorité de la technologie d'élément de fractale dans des applications réelles, telles que RFID.

Antennes de fractale, invariance de fréquence, et équations de Maxwell

Un différent et également attribut utile de quelques antennes d'élément de fractale est leur aspect d'individu-graduation. En 1999, on l'a découvert (voir la référence 5) que l'individu-similitude était l'une des conditions fondamentales de rendre des antennes « invariables » (les mêmes propriétés de rayonnement) à un nombre ou à une gamme des fréquences. Précédemment, sous le principe de Rumsey, on l'a cru que des antennes ont dû être définies par des angles pour que ceci soit vraie ; l'analyse 1999, basée sur les équations de Maxwell de , a montré que ceci était un sous-ensemble de l'ensemble plus général de conditions autosimilaires. Par conséquent les antennes de fractale offrent une forme close et une perspicacité unique dans un aspect clé des phénomènes électromagnétiques. À l'esprit : la propriété d'invariance des équations de Maxwell.

Circuits accordés par fractale, inducteurs de fractale, charges de fractale, contrepoids de fractale ; Avions au sol de fractale

En plus de leur utilisation comme antennes, les fractales ont également trouvé l'application dans d'autres composants de système d'antenne comprenant des charges, des contrepoids, et des avions au sol. La confusion par ceux qui réclament le « grain du riz » - les antennes classées de fractale surgit, parce que de telles structures de fractale atteignent l'objectif des charges et des contrepoids, plutôt que de véritables antennes.

Des inducteurs de fractale et les circuits accordés par fractale ont été également découverts et simultanément inventés avec des antennes d'élément de fractale (voir la référence 1 et la référence 2-- brevet 7256751). Dans un avenir proche, les fractales auront des applications comme inducteurs et circuits accordés. Les filtres de fractale (un type de circuit accordé) sont juste un exemple où la supériorité de l'approche a été prouvée (voient la référence 6).

Pendant que des fractales peuvent être employées comme contrepoids, charges, avions au sol, et filtres, toutes les pièces qui peuvent être intégrées avec des antennes, elles sont considérées des pièces d'une certaine antenne --systèmes-- et sont discutés ainsi dans le cadre des antennes de fractale.

Voir également

Antenne du guide d'ondes .

Références générales

eflist
1., " ; Fractale Antennas" ; , Communications Quarterly, Summer, 1995, p. Brevets des USA : 6104349 ; 6127977 ; 6140975 ; 6445352 ; 6452553 ; 6476766 ; 6985122 ; 7019695 ; 7126537 ; 7145513 ; 7190318 ; 7215290 ; 7256751. Une description de la première antenne d'élément de fractale, créée en 1988, a été donnée dans la référence 1, et est reproduite à : 4
4., " ; Analyse de NEC d'une spirale de Fractalized Monofilar dans le Mode" axial ; , Actes de la conférence d'AS, avril 1998, p., " ; Individu-Similitude et les conditions géométriques pour l'indépendance de fréquence dans Antennae" ; , Fractales, vol. 7, numéro 1 (1999) 79-84., " ; Filtres de microruban pour RF/Microwave Applications" ; , J. Wiley, New York (2001) p.

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