توسعه آنتن های تغییر شکل پذیر
به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا به منظور ایجاد فیلترهای فرکانس رادیویی که دارای ابعاد قابل تنظیم است، روش تازهای را برای استفاده از ساختارهای بر پایه اوریگامی طراحی کردند. این دستاورد به دستگاهها اجازه میدهد تا سیگنالی را که در سراسر طیف وسیعی از فرکانسها مسدود شده است، تغییر دهند.
رویکرد جدید ایجاد فیلترهای قابل تنظیم، کاربردهای گستردهای از سیستمهای آنتن انطباق پذیر با شرایط محیطی در زمان واقعی تا نسل بعدی سیستمهای الکترونیک پنهانسازیدارند. این مسئله امکان تنظیم مجدد، جذب و انعکاس فرکانسهای مختلف را در زمان فعالیت فراهم میکنم.
محققان روی الگویی از اوریگامی به نام «میورا اوری» (Miura-Ori)، تمرکز کردند که به مانند آکاردئون توانایی باز و بسته شدن را دارد.
گلاسیو پائولینو (Glaucio Paulino)، یکی از اساتید دانشگاه جورجیا گفت:
الگوی میورا اوری، تعداد نامحدودی از حالتهای احتمالی را در امتداد طیف وسیعی از حالت کاملاً فشرده تا کاملاً باز را ارائه میدهد. یک فیلتر فضایی ایجاد شده در این روش قادر است تطبیقپذیری مشابهی را ایجاد کند. به این صورت که فرکانس را به عنوان فیلتری برای فشردهسازی یا گسترش، تغییر دهد.
بنیاد علوم ملی، وزارت دفاع آمریکا و شرکت تحقیقاتی نیمههادی (Semiconductor Research Corporation) از پژوهش بالا پشتیبانی میکنند.
پژوهشگران از نوعی چاپگر ویژه استفاده کردند که کاغذ را مطابق با الگوهای اوریگامی علامتگذاری میکند. سپس یک چاپگر جوهرافشان سراسر خطهای مشخص شده را با نقره میپوشاند. این عمل عناصری 2 قطبی را که به شی توانایی فیلتر کردن فرکانس رادیویی ارائه میدهد، به وجود میآورد.
مانوس تنتزریس (Manos Tentzeris)، یکی دیگر از اساتید جورجیا افزود:
2 قطبی یاد شده در امتداد خطوط تا قرار میگیرند؛ بنابراین زمانی که شی فشرده میشود، 2 قطبیها خم و به هم نزدیکتر میشوند. این مسئله باعث تشدید فرکانسها در طول طیف میشود.
به منظور جلوگیری از شکستن 2 قطبیهای موجود در امتداد خط تا، حفرههایی در محل هر عنصر نقره ایجاد شده و تا سمت دیگر ادامه پیدا میکند. به علاوه در امتداد هر یک از 2 قطبیها، برشی جداگانه وجود دارد که پلهایی را به وجود آورده به نقره اجازه میدهد به آرامی خم شود. برای آزمایش حالتهای مختلف این فیلتر، از فریمهای چاپی به منظور نگهداری آن در محل بهره گرفتند.
پژوهشگران متوجه شدند یک فیلتر تک لایه از میورا اوری قادر است پهنای باند محدودی را مسدود سازد؛ اما یک نمونهی چندلایه به حجم وسیعتری از باندهای فرکانسی مسدود شده دسترسی دارد.
از آنجایی که میورا اوری کاملاً مسطح است؛ زمانی که به صورت کاملاً تا شود، میتوان از ساختار آن در سامانههای آنتنی که نیاز به فشردهسازی دارد مانند نمونههای ماهوارهای که تا زمان استقرار در محل گسترش نمییابند، استفاده کرد. به علاوه در سامانههای آنتنی که برای استقرار نیاز به مراحل فیزیکی چندگانه دارند، این دستاورد از انرژی بسیار کمتری استفاده میکند.
پژوهشگران شرح دادند:
یک دستگاه ایجاد شده بر پایه میورا اوری، در مقایسه با سطوح انتخاب سنتی فرکانسها، هر 2 ویژگی استقرار و تنظیم مجدد طیف را به صورت همزمان ارائه میدهد که معمولاً به جای تغییر فیزیکی از اجزا الکترونیکی بهره میگیرد. چنین ابزارهایی میتوانند به عنوان نسل بعدی انعکاسدهندههای کیوبست (Cubesats) یاد دیگر دستگاههای ارتباط ماهوارهای به کار گرفته شوند.
به علاوه استفاده از ساختارهای اوریگامی مزایای فیزیکی متنوعی را نیز بر عهده دارد. برای مثال علاوه بر ضخامت و وزن کم که قابلیت حمل آنها را افزایش میدهد، به شدت مقاوم هستند.
