آنتن با سطح امپدانس بالا (High Impedance Surface Antenna - HIS)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن با سطح امپدانس بالا (High Impedance Surface Antenna - HIS) :
آنتن با سطح امپدانس بالا (High Impedance Surface Antenna - HIS) یک ساختار مصنوعی است که به عنوان یک نوع خاص از ساختارهای EBG، یک سطح با امپدانس سطحی بسیار بالا (در یک باند فرکانسی مشخص) ایجاد می کند. این سطح در مقابل جریان های RF رفتاری شبیه یک عایق مغناطیسی (Perfect Magnetic Conductor) دارد، در حالی که یک صفحه زمین فلزی معمولی یک رسانای الکتریکی کامل (Perfect Electric Conductor) است.
مهم ترین مزیت HIS این است که می تواند به عنوان یک صفحه زمین برای آنتن های سیمی (مانند دوقطبی ها و تک قطبی ها) در فاصله بسیار نزدیک (بسیار کمتر از
\[ \lambda/4 \]) استفاده شود. در صفحه زمین فلزی معمولی (PEC)، اگر یک دوقطبی موازی با صفحه در فاصله کمتر از
\[ \lambda/4 \]قرار گیرد، تصویر آن جریان مخالف ایجاد کرده و تشعشع خنثی می شود. اما در HIS، به دلیل امپدانس بالا، تصویر جریان هم جهت با جریان اصلی است و تشعشع تقویت می شود.
این ویژگی امکان طراحی آنتن های بسیار کم حجم (Low-Profile) را فراهم می کند. برای مثال، می توان یک آنتن تک قطبی را در فاصله بسیار کم (مثلا
\[ \lambda/40 \]) بالای یک سطح HIS قرار داد و عملکرد خوبی به دست آورد. این برای کاربردهایی که محدودیت ارتفاع دارند (مانند آنتن های نصب شده روی بدنه هواپیما یا خودرو) بسیار مفید است.
ساختار HIS معمولا از یک آرایه دوره ای از المان های فلزی (مانند مربع ها یا دایره ها) بر روی یک زیرلایه دی الکتریک تشکیل شده است که هر المان از طریق یک ویا (Via) به صفحه زمین پشتی متصل می شود. این ساختار یک مدار تشدید موازی (LC) تشکیل می دهد که در فرکانس تشدید، امپدانس بسیار بالا می رود.
کاربردهای HIS علاوه بر آنتن های کم حجم، شامل کاهش امواج سطحی در آرایه ها، بهبود بهره آنتن های پچ، و طراحی جاذب های نازک (Thin Absorbers) است. HIS یکی از موفق ترین کاربردهای متامتریال در مهندسی آنتن است.
