Отримані переконливі докази існування майоранівських ферміонів, квазічастинок, які можна використовувати в галузі квантових обчислень
2 Вересня , 2017
Розпочата підготовка до запуску найбільшої у світі рентгенівської лазерної гармати”
2 Вересня , 2017

Створені крихітні мембранні антени, які забезпечать бездротовим зв’язком мініатюрну електроніку та медичні пристрої

Сучасні компактні чіп-антени розраховані на роботу в досить вузькому діапазоні частот. При цьому, їх габаритні розміри не можуть бути менше однієї десятої частини від довжини резонансної частоти. Однак, група дослідників з Північно-східного університету розробила новий тип мембранної антени, а габарити такої антени можуть становити тисячну частку від резонансної частоти, що у сто разів менше габаритів чіп-антен, розрахованих на роботу в тому ж самому діапазоні. Нові мембранні антени можуть бути використані в надпортативних системах бездротового зв’язку, включених до складу переносної електроніки, смартфонів, медичних імплантатів і до пристроїв з розряду Інтернет Речей (Internet of Things).
Мембранна антена містить двошарову мембрану. Першим шаром є шар п’єзомагнітного матеріалу, сплаву заліза-бора-галію. Цей шар дозволяє перетворити механічні коливання мембрани в змінне магнітне поле і навпаки. Другим шаром є шар п’єзоелектричного матеріалу, нітрату алюмінію, який перетворює механічні коливання в електричний струм.
Коли така мембрана потрапляє під вплив електромагнітних хвиль певного діапазону, вона починає вібрувати під впливом п’єзомагнітного ефекту, забезпечуваного першим шаром матеріалу. А другий шар виробляє електричний сигнал відповідної частоти і амплітуди за рахунок п’єзоелектричного ефекту. Для передачі сигналу такою антеною на її п’єзоелектричний шар подається високочастотний електричний сигнал, модульований відповідним чином. П’єзоелектричний ефект змушує мембрану коливатись, а магнітний шар створює змінне магнітне поле, яке і є джерелом випромінюваних антеною електромагнітних хвиль.
Звісно, розміри таких мембранних антен безпосередньо залежать від діапазону їх роботи, діапазону прийнятих і випромінюваних такою антеною електромагнітних сигналів. Звісно, за рахунок того, що довжини хвиль механічних коливань мембрани антени можуть бути в 100 тисяч разів коротші довжини випромінюваних і прийнятих електромагнітних хвиль, розміри мембранних антен можуть бути набагато меншими розмірів традиційних антен.
“Мембранні антени використовують зовсім інші принципи, ніж антени, що використовуються в радіозв’язку протягом останнього століття” – розповідає Нян-Сян Сун (Nian-Xiang Sun), провідний дослідник, – “І ці нові принципи дозволяють створити ультракомактні антени з високим ККД та іншими електричними характеристиками”.
Створена з використанням мембранної антени дослідна наноелектромеханічна приймально-передавальна система змогла забезпечити прийом і передачу в діапазонах VHF і UHF. При цьому, сама система має абсолютно пасивний характер, для її роботи не потрібно додаткової електроніки та зовнішнього джерела енергії. “Звісно, перші дослідні зразки мембранних антен ще дуже далекі від ідеалу” – розповідає Нян-Сян Сун, – “Але ми бачимо досить багато шляхів для вдосконалення цієї технології, і ці шляхи полягають у використанні нових матеріалів, більш точних методів нановиробництва і т. п.”.

Першоджерело

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline