تصميم وتحليل هوائي متعدد المداخل والمخارج MIMO باستخدام بنية تجزيئية لمادة الغرافين لتطبيقات التيراهرتز THz
الكلمات المفتاحية:
نطاق التيراهرتز، الغرافين، أنظمة الهوائيات متعددة المداخل والمخارج، سجادة سيربنسكي.الملخص
تعتبر حزمة التيراهرتز أقل المناطق في الطيف الكهرومغناطيسي استكشافاً والمواد التي تستجيب لهذه الترددات قليلة، برزت الحاجة إلى النطاق التيراهرتز باعتباره حلاً محورياً لتلبية التطبيقات التي تطلب سرعة نقل عالية مثل الجيل السادس لأنظمة الاتصالات اللاسلكية.
يشكل الغرافين مادة جديدة اقترح استخدامه في مجال التيراهرتز وجذب اهتمام الباحثين بسبب خصائص الغرافين الفريدة وموصليته الكهربائية العالية في نطاق التيراهرتز بخلاف الهوائي المعدني التقليدي غير الملائم لنطاق التيراهرتز. أهم متطلبات نطاق التيراهرتز هي تحسين سعة القناة اللاسلكية وتأمين معدل نقل عالي للبيانات، لذلك يتم استخدام أنظمة الاتصالات متعددة المداخل والمخارج MIMO.
تم في هذا البحث تصميم وتحليل أداء هوائي MIMO يعتمد على بنية تجزيئية لمادة الغرافين في نطاق التيراهرتز. يدرس البحث قدرة الهوائي على إعادة تشكيل التردد ديناميكاً عن طريق التحكم بأهم بارمتر للغرافين وهو الجهد الكيميائي(جهد فيرمي)، يؤكد تغير التردد مع تغيير الجهد الكيميائي للغرافين على قابلية توليف الهوائي، أثمر استخدام البنى التجزيئية للغرافين عن هوائي متعدد الحزم الترددية يمكن التحكم بتردداته عن طريق تغيير بارمترات الجسم التجزيئي. اعتمد البحث محاكي CST Studio والذي يستخدم طريقة العناصر المنتهية لتحليل معاملات الهوائي المقترح تبعاً لتغيير بارمترات الجسم التجزيئي والغرافين.