微型天線可在復雜環境中實現機器人分組

新型的，具有增強帶寬的微型低頻天線將使復雜環境中的緊湊型移動機器人之間實現強大的聯網。在美國陸軍作戰能力發展司令部的陸軍研究實驗室和密歇根大學之間的共同努力下，研究人員開發了一種新穎的設計方法，該方法改善了在低頻下運行的傳統天線的局限性，展示了保持性能的較小天線。

阻抗匹配是天線設計的關鍵方面，可確保無線電在發射模式下以最小的反射率通過天線發射功率，并且確保天線在接收模式下捕獲功率，以有效地在整個頻率范圍內與無線電耦合操作帶寬。

“采用無源元件(例如電阻器，電感器和電容器)的常規阻抗匹配技術有一個基本極限，稱為Chu-Wheeler極限，它為給定天線尺寸定義了最大可實現的帶寬效率乘積的界線，”他說。陸軍研究員Fikadu Dagefu博士。“通常，低頻天線物理上很大，或者它們的小型化天線具有非常有限的帶寬和效率，從而導致更高的功率要求。”

考慮到這些挑戰，研究人員開發了一種新穎的方法，可在不增加尺寸或不改變天線拓撲的情況下提高帶寬和效率。

陸軍博士后研究員Jihun Choi博士說：“提出的阻抗匹配方法將模塊化有源電路應用于高度小型化，高效，輕巧的天線，從而克服了前述的Chu-Wheeler性能極限。” “這種微型，主動匹配的天線可以將高效節能的低頻無線電系統集成在緊湊型移動代理(例如無人地面和飛機)上。”

研究人員說，這種方法可以為陸軍網絡化創造新的機會。

集成具有小巧，重量輕，功率低的低頻無線電系統(或SWAP)的能力為利用這種未被充分利用和探索不足的頻帶作為異構自主網絡范式的一部分打開了大門。在這種范例中，配備了補充通信方式的特工必須根據該特定任務所處環境的挑戰來調整其方法。具體而言，較低的頻率由于其改善的穿透力和減少的多徑效應而適合在復雜的傳播環境和地形中進行可靠的通信。