I. Okwu mmalite
Fractals bụ ihe mgbakọ na mwepụ na-egosipụta ihe ndị yiri onwe ha n'ọ̀tụ̀tụ̀ dị iche iche. Nke a pụtara na mgbe ị na-ebuba na / pụta na a fractal udi, nke ọ bụla n'ime akụkụ ya yiri nnọọ yiri nke dum; ya bụ, usoro ma ọ bụ ihe owuwu geometric yiri ya na-emegharị n'ọkwa nkwalite dị iche iche (lee ihe atụ fractal na eserese 1). Ọtụtụ fractals nwere ọdịdị gbagwojuru anya, nkọwapụta na enweghị ngwụcha.
ọgụgụ 1
Echiche nke fractals bụ onye ọkà mmụta mgbakọ na mwepụ Benoit B. Mandelbrot webatara na 1970, ọ bụ ezie na mmalite nke geometry fractal nwere ike ịmalite na mbụ ọrụ nke ọtụtụ ndị mgbakọ na mwepụ, dị ka Cantor (1870), von Koch (1904), Sierpinski (1915). ), Julia (1918), Fatou (1926), na Richardson (1953).
Benoit B. Mandelbrot mụtara mmekọrịta dị n'etiti fractals na ọdịdị site n'iwepụta ụdị fractals ọhụrụ iji mee ka ihe dị mgbagwoju anya dị mgbagwoju anya, dịka osisi, ugwu, na ụsọ oké osimiri. Ọ chepụtara okwu ahụ bụ "fractal" site na okwu Latịn "fractus", nke pụtara "agbajiri agbaji" ma ọ bụ "gbajiri agbaji", ya bụ nke gbajiri agbaji ma ọ bụ nke na-adịghị agafe agafe, iji kọwaa ọdịdị geometric na-adịghị agafe agafe na nke kewara ekewa nke enweghị ike ịhazi site na geometry Euclidean omenala. Na mgbakwunye, ọ mepụtara ụdị mgbakọ na mwepụ na algọridim maka ịmepụta na ịmụ fractals, nke mere ka e mepụta usoro nke Mandelbrot a ma ama, bụ nke nwere ike ịbụ ụdị fractal a ma ama na nke na-adọrọ adọrọ na-adọrọ adọrọ nke nwere usoro mgbagwoju anya na enweghị njedebe (lee Figure 1d).
Ọ bụghị naanị na ọrụ Mandelbrot nwere mmetụta na mgbakọ na mwepụ, kamakwa ọ nwere ngwa na mpaghara dị iche iche dị ka physics, eserese kọmputa, bayoloji, akụnụba, na nka. N'ezie, n'ihi ikike ha ịṅomi na ịnọchite anya ihe owuwu dị mgbagwoju anya na nke yiri onwe ya, fractals nwere ọtụtụ ngwa ọhụrụ na mpaghara dị iche iche. Dịka ọmụmaatụ, ejirila ha mee ihe n'ọtụtụ ebe na mpaghara ngwa ndị a, nke bụ nanị ihe atụ ole na ole nke ngwa ha sara mbara:
1. Kọmputa ndịna-emeputa na ihe nkiri, na-eme ka ọdịdị ala okike mara mma na nke na-ahụ anya, osisi, igwe ojii, na textures;
2. Teknụzụ mkpakọ data iji belata nha faịlụ dijitalụ;
3. Nhazi ihe oyiyi na mgbaàmà, wepụ ihe ndị sitere na ihe oyiyi, nchọpụta ụkpụrụ, na inye mkpakọ ihe oyiyi dị irè na ụzọ nrụzigharị;
4. bayoloji, na-akọwa uto nke osisi na nhazi nke neurons na ụbụrụ;
5. Antenna tiori na metamaterials, na-emebe kọmpat / multi-band antennas na ọhụrụ metasurfaces.
Ugbu a, geometry fractal na-aga n'ihu na-achọta ojiji ọhụrụ na nke ọhụrụ na usoro sayensị, nka na teknụzụ dị iche iche.
Na teknụzụ electromagnetic (EM), ụdị fractal bara ezigbo uru maka ngwa chọrọ miniaturization, site na antennas ruo na metamaterials na elu nhọrọ ọnụọgụ ugboro (FSS). Iji jiometrị fractal na antennas nwere ike ịbawanye ogologo ọkụ eletrik ha, si otú ahụ belata nha n'ozuzu nke nhazigharị resonant. Na mgbakwunye, ọdịdị yiri onwe nke ụdị fractal na-eme ka ha dị mma maka ịghọta ọtụtụ igwe ma ọ bụ brọdband resonant. Ikike nke mbelata nke fractals na-adọrọ mmasị karịsịa maka imepụta ihe nlegharị anya, antennas array array, absorbers metamaterial na metasurfaces maka ngwa dị iche iche. N'ezie, iji obere ihe n'usoro nwere ike iweta ọtụtụ uru, dị ka ibelata njikọta ọnụ ma ọ bụ inwe ike ịrụ ọrụ na arrays nwere obere oghere mmewere, si otú ahụ hụ na arụmọrụ nyocha dị mma na ọkwa dị elu nke nkwụsi ike angular.
Maka ebumnuche ndị a kpọtụrụ aha n'elu, antennas fractal na metasurfaces na-anọchi anya ebe nyocha abụọ na-adọrọ mmasị na ngalaba nke electromagnetic nke dọtara mmasị dị ukwuu n'afọ ndị na-adịbeghị anya. Echiche abụọ a na-enye ụzọ pụrụ iche isi na-emegharị na ijikwa ebili mmiri electromagnetic, yana ngwa dị iche iche na nkwukọrịta ikuku, sistemụ radar na nghọta. Njirimara ha yiri onwe ha na-enye ha ohere ịdị ntakịrị ka ha na-ejigide nzaghachi electromagnetic mara mma. Nkwekọrịta a bara uru karịsịa na ngwa nwere oghere, dị ka ngwaọrụ mkpanaka, mkpado RFID, na sistemụ ikuku.
Ojiji nke fractal antennas na metasurfaces nwere ike imeziwanye nkwukọrịta ikuku, onyonyo, na sistemụ radar, ka ha na-eme kọmpat, ngwaọrụ arụ ọrụ dị elu nwere arụmarụ ọrụ. Na mgbakwunye, a na-eji fractal geometry na-amụba n'ichepụta ihe mmetụta microwave maka nchọpụta ihe, n'ihi ike ya ịrụ ọrụ n'ọtụtụ bandwit na ike ya ka ọ dị ntakịrị. Nnyocha na-aga n'ihu na mpaghara ndị a na-aga n'ihu na-enyocha atụmatụ ọhụrụ, ihe onwunwe, na usoro mmepụta ihe iji ghọta ike ha zuru oke.
Akwukwo a bu n'obi inyocha nyocha na ngwa oganihu nke antennas fractal na metasurfaces ma tulee antennas fractal dabeere na metasurfaces, na-egosipụta uru na njedebe ha. N'ikpeazụ, a na-ewepụta nyocha zuru oke nke ihe ngosipụta ọhụụ na nkeji metamaterial, na-atụlekwa ihe ịma aka na ihe ga-eme n'ọdịnihu nke ihe owuwu electromagnetic ndị a.
2. FractalAntennaIhe
Enwere ike iji echiche izugbe nke fractals chepụta ihe antenna dị egwu nke na-enye arụmọrụ ka mma karịa antennas ochie. Ihe ndị na-eme eri erimeri nwere ike ịbụ kọmpat n'ogo ma nwee ike multiband na/ma ọ bụ brọdband.
Nhazi nke antennas fractal gụnyere ikwugharị usoro geometric kpọmkwem n'ọtụtụ dị iche iche n'ime nhazi antenna. Ụdị ihe yiri onwe a na-enye anyị ohere ịbawanye ogologo ogologo nke antenna n'ime oghere anụ ahụ nwere oke. Na mgbakwunye, fractal radiators nwere ike nweta ọtụtụ eriri n'ihi na akụkụ dị iche iche nke antenna yiri ibe ha na akpịrịkpa dị iche iche. Ya mere, ihe antenna fractal nwere ike ịbụ kọmpat na multi-band, na-enye mkpuchi ugboro ugboro karịa antennas.
Enwere ike ị nweta echiche nke antenna fractal na ngwụcha 1980s. N'afọ 1986, Kim na Jaggard gosipụtara ngwa nke myirịta fractal na njikọ nhazi antenna.
Na 1988, ọkà mmụta physics Nathan Cohen wuru antenna fractal element mbụ nke ụwa. Ọ tụrụ aro na site n'itinye geometry yiri nke onwe n'ime nhazi antenna, enwere ike imeziwanye arụmọrụ ya na ike ntanye ya. Na 1995, Cohen mebere Fractal Antenna Systems Inc., nke malitere inye ngwọta antenna fractal dabere na azụmahịa mbụ n'ụwa.
N'etiti 1990s, Puente et al. gosiputara ike nke ọtụtụ fractals site na iji monopole Sierpinski na dipole.
Kemgbe ọrụ Cohen na Puente, uru dị iche iche nke antenna fractal adọtala mmasị dị ukwuu site n'aka ndị nchọpụta na ndị injinia na ngalaba nke nkwukọrịta, na-eduga n'ihu nyocha na mmepe nke teknụzụ antenna fractal.
Taa, a na-eji antenna fractal eme ihe na sistemụ nkwukọrịta ikuku, gụnyere ekwentị mkpanaaka, ndị na-anya Wi-Fi, na nkwukọrịta satịlaịtị. N'ezie, antennas fractal dị obere, multi-band, na nke ọma na-arụ ọrụ nke ọma, na-eme ka ha dị mma maka ngwaọrụ ikuku na netwọk dị iche iche.
Ọnụọgụ ndị a na-egosi ụfọdụ antenna fractal dabere na ụdị fractal ama ama, nke bụ naanị ihe atụ ole na ole nke nhazi dị iche iche a tụlere n'akwụkwọ.
Kpọmkwem, Onyonyo 2a na-egosi Sierpinski monopole tụrụ aro na Puente, nke nwere ike inye multi-band ọrụ. A na-etolite triangle Sierpinski site n'iwepụ triangle etiti tụgharịrị site na triangle isi, dịka egosiri na eserese 1b na eserese 2a. Usoro a na-ahapụ triangles atọ hà nhata na nhazi ahụ, nke ọ bụla nwere ogologo akụkụ nke ọkara nke triangle mmalite (lee foto 1b). Enwere ike imegharị otu usoro mwepu ahụ maka triangles fọdụrụnụ. Ya mere, nke ọ bụla n'ime akụkụ atọ ya bụ kpọmkwem nhata na ihe ahụ dum, ma na okpukpu abụọ nke nha, na ihe ndị ọzọ. N'ihi myirịta ndị a pụrụ iche, Sierpinski nwere ike inye ọtụtụ eriri ugboro n'ihi na akụkụ dị iche iche nke antenna yiri ibe ha n'ọtụtụ dị iche iche. Dị ka egosiri na eserese 2, monopole Sierpinski a chọrọ na-arụ ọrụ n'ọgbọ ise. Enwere ike ịhụ na nke ọ bụla n'ime obere gasket ise (okirikiri okirikiri) dị na eserese 2a bụ ụdị nha nke usoro ahụ dum, si otú a na-enye eriri ugboro ise dị iche iche dị iche iche, dị ka egosiri na ọnụọgụ ntụgharị ntụgharị na eserese 2b. Ọnụọgụ a gosikwara paramita metụtara bandwit nke ọ bụla, gụnyere uru ugboro fn (1 ≤ n ≤ 5) na uru kacha nta nke nkwụghachi nkwụghachi a tụrụ atụ (Lr), bandwidth ikwu (Bwidth), na ọnụọgụ ugboro n'etiti. Ugboro ugboro abụọ dị n'akụkụ (δ = fn +1/fn). Ọgụgụ 2b na-egosi na eriri nke Sierpinski monopoles bụ logarithm nke oge ụfọdụ site na nkeji 2 (δ ≅ 2), nke dabara n'otu ihe na-eme ka ọ bụrụ ihe na-eme ka ọ dị n'ụdị ahụ n'ụdị fractal.
ọgụgụ 2
Ọgụgụ 3a na-egosi obere eriri waya ogologo dabere na Koch fractal curve. A na-atụ aro antenna a ka ọ gosipụta otu esi eme ihe na-ejuputa oghere nke ụdị fractal iji chepụta obere antennas. N'ezie, ibelata ogo antennas bụ ihe mgbaru ọsọ kachasị nke ọnụ ọgụgụ dị ukwuu nke ngwa, karịsịa ndị metụtara ọnụ ọnụ ekwentị. A na-emepụta Koch monopole site na iji usoro ihe owuwu fractal nke egosiri na foto 3a. Usoro izizi K0 bụ monopole kwụ ọtọ. A na-enweta ntugharị K1 na-esote site n'itinye ngbanwe myirịta na K0, gụnyere ntule site na otu ụzọ n'ụzọ atọ na ịtụgharị site na 0°, 60°, -60°, na 0°, n'otu n'otu. A na-emegharị usoro a ugboro ugboro iji nweta ihe ndị na-esote Ki (2 ≤ i ≤ 5). Ọgụgụ 3a na-egosi ụdị nke Koch monopole nke ise (ya bụ, K5) na ịdị elu h hà nhata 6 cm, mana ngụkọta ogologo na-enye usoro l = h · (4/3) 5 = 25.3 cm. Anụmanụ ise dabara na nrịgo ise mbụ nke ụzọ Koch ka emeterela (lee eserese 3a). Nnwale abụọ ahụ na data na-egosi na Koch fractal monopole nwere ike imeziwanye arụmọrụ nke monopole omenala (lee foto 3b). Nke a na-egosi na ọ ga-ekwe omume ịmegharị antennas fractal, na-enye ha ohere ịbanye n'ime obere mpịakọta ka ha na-arụ ọrụ nke ọma.
ọgụgụ 3
Ọgụgụ 4a na-egosi antenna fractal dabere na Cantor set, nke a na-eji chepụta antenna wideband maka ngwa iwe ihe ike. A na-erigbu ihe pụrụ iche nke antenna fractal fractal nke na-ewebata ọtụtụ resonances dị n'akụkụ iji nye bandwit sara mbara karịa antennas ochie. Dị ka e gosiri na Figure 1a, nhazi nke Cantor fractal set dị nnọọ mfe: a na-edepụtaghachi eriri mbụ ahụ ma kee ya n'ime akụkụ atọ hà nhata, nke a na-ewepụ akụkụ etiti ahụ; A na-etinyekwa otu usoro ahụ ugboro ugboro na ngalaba ndị emepụtara ọhụrụ. A na-emegharị usoro ntugharị fractal ruo mgbe e nwetara bandwit antenna (BW) nke 0.8–2.2 GHz (ya bụ, 98% BW). Onyonyo 4 na-egosi foto nke prototype antenna enwetara (Ọnyocha 4a) na ọnụọgụ ntụgharị ntụgharị ya (Njirimara 4b).
ọgụgụ 4
Ọgụgụ 5 na-enye ihe atụ ndị ọzọ nke antenna fractal, gụnyere eriri monopole nke gbadoro ụkwụ na Hilbert, antenna microstrip patch nke Mandelbrot, na agwaetiti Koch (ma ọ bụ “snowflake”) fractal patch.
ọgụgụ 5
N'ikpeazụ, eserese 6 na-egosi nhazi fractal dị iche iche nke ihe nhazi, gụnyere Sierpinski carpet planar arrays, Cantor ring arrays, Cantor linear arrays, na fractal osisi. Nhazi ndị a bara uru maka ịmepụta ngwa ngwa na/ma ọ bụ nweta arụmọrụ ọtụtụ band.
ọgụgụ 6
Iji mụtakwuo maka antennas, biko gaa:
Oge nzipu: Jul-26-2024