آنتن فراپهن باند (Ultra-Wideband Antenna - UWB)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن فراپهن باند (Ultra-Wideband Antenna - UWB) :
آنتن فراپهن باند (Ultra-Wideband Antenna - UWB) به آنتنی گفته می شود که پهنای باند بسیار وسیعی دارد، معمولا بیش از ۲۵٪ از فرکانس مرکزی، یا پهنای باند مطلق بیش از ۵۰۰ مگاهرتز. این آنتن ها برای کاربردهای UWB که شامل ارسال پالس های بسیار کوتاه با پهنای باند فرکانسی عظیم هستند، طراحی می شوند.
چالش اصلی در طراحی آنتن UWB این است که باید در کل باند فرکانسی وسیع، مشخصات امپدانسی و تشعشعی تقریبا ثابتی داشته باشد. این به معنای تطبیق امپدانس خوب (VSWR پایین) و الگوی تشعشعی پایدار (بدون اعوجاج) در تمام فرکانس ها است. همچنین برای ارسال پالس، آنتن باید اعوجاج (Dispersion) کمی ایجاد کند تا شکل پالس حفظ شود.
انواع مختلفی از آنتن ها برای کاربردهای UWB استفاده می شوند، از جمله آنتن های مارپیچی صفحه ای (Spiral)، آنتن های تک قطبی صفحه ای با اشکال خاص (مانند دایره، بیضی، یا مثلثی با پخ خورده)، آنتن های ویوالدی (Vivaldi)، و آنتن های شیاری. آنتن های تک قطبی صفحه ای به دلیل ساختار ساده و پهنای باند وسیع، بسیار محبوب هستند.
یکی از الزامات مهم در آنتن های UWB، اندازه فیزیکی کوچک است، زیرا این سیستم ها معمولا در دستگاه های قابل حمل استفاده می شوند. بنابراین، طراحی آنتن های UWB با اندازه کوچک و پهنای باند وسیع یک چالش مهندسی است. تکنیک هایی مانند استفاده از اشکال پهن باند، ایجاد شکاف ها (Slot) روی پچ، و استفاده از زیرلایه های با ثابت دی الکتریک بالا برای کوچک سازی به کار می روند.
کاربردهای آنتن UWB شامل سیستم های ارتباطی با نرخ داده بالا در فاصله کوتاه (مانند USB بی سیم)، رادارهای نفوذی به زمین (GPR)، تصویربرداری پزشکی، سیستم های موقعیت یابی دقیق داخلی، و سنسورهای خودرو (برای تشخیص موانع) است. UWB به دلیل مصرف توان پایین و دقت بالا، پتانسیل زیادی در این کاربردها دارد.
