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新型便携式天线,可随时与卫星和地面设备通信

2024-01-22 13:47:54 综合报道 阅读:
斯坦福大学和贝鲁特美国大学的研究人员开发了一种轻型便携式天线,可以与卫星和地面设备通信,从而更容易协调灾害多发地区的救援工作。

当地震、洪水或其他灾害袭击某个地区时,现有的通信基础设施(例如手机和信号塔)通常会遭到损坏或摧毁。尽快恢复应急通信对于协调救援工作至关重要。a6sednc

斯坦福大学和贝鲁特美国大学(AUB)的研究人员开发了一种便携式天线,可以快速部署在灾害多发地区或用于在欠发达地区建立通信。最近在《自然通讯》杂志上描述的这种天线尺寸很小,可以轻松地在两种配置之间切换,以便与卫星或地面设备进行通信,而无需使用额外的电源。a6sednc

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一根天线具有两种功能

研究人员采用一种通常用于设计太空部署设备的方法开发了这种天线。由于燃料和空间的限制,送入轨道的技术必须非常轻便,包装必须尽可能小。一旦物品进入轨道,它们就会展开成适当的形状以供使用。研究人员希望他们的天线也同样可折叠、重量轻。a6sednc

Sakovsky 和她在 AUB 的同事(包括 Joseph Costantine、Youssef Tawk 和 Rosette Maria Bichara)设计的天线由纤维复合材料(一种常用于卫星的材料)制成,类似于儿童的手指夹玩具,多条材料呈螺旋状交叉。就像任何基于螺旋的天线一样,贯穿天线的导电材料会发出信号,但由于其独特的结构,研究人员可以通过将其拉成更长或更短的形状,来调整新天线中这些信号的模式和功率。a6sednc

研究团队希望天线能够折叠成可折叠的形状,所以他们从这种结构入手,最终实现了一种非常非传统的天线设计。a6sednc

最紧凑的天线是一个空心环,高仅 1 英寸多一点,宽约 5 英寸,比手镯大不了多少,重 1.4 盎司。在这种形状下,它能够通过向特定方向发送的高功率信号到达卫星。当天线伸展到大约一英尺高时,它会向各个方向发送较低功率的信号,更像是 Wi-Fi 路由器。a6sednc

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双稳态可展开四线螺旋天线在方向图和极化方面被动地重新配置其辐射特性。图片来源:可重构和主动结构实验室a6sednc

在这两种状态之间切换就像拉或推天线一样简单。这些移动甚至不需要特别精确,因为一旦天线移动经过某个点,该结构就会捕捉到正确的位置。天线设计的具体尺寸和形状将决定这两种状态通过哪些频率进行通信。a6sednc

研究团队表示工作频率将决定天线需要有多大,此外研究成果已经证明,无论你在什么频率下工作,你都可以扩展这一设计原则以实现相同的性能。a6sednc

所制造的原型在斯坦福大学进行了部署和结构性能测试,并在 AUB 的天线测量设施中进行了电磁辐射特性测试。a6sednc

责编:Demi
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