微型天线可在复杂环境中实现机器人分组

新型的，具有增强带宽的微型低频天线将使复杂环境中的紧凑型移动机器人之间实现强大的联网。在美国陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室和密歇根大学之间的共同努力下，研究人员开发了一种新颖的设计方法，该方法改善了在低频下运行的传统天线的局限性，展示了保持性能的较小天线。

阻抗匹配是天线设计的关键方面，可确保无线电在发射模式下以最小的反射率通过天线发射功率，并且确保天线在接收模式下捕获功率，以有效地在整个频率范围内与无线电耦合操作带宽。

“采用无源元件(例如电阻器，电感器和电容器)的常规阻抗匹配技术有一个基本极限，称为Chu-Wheeler极限，它为给定天线尺寸定义了最大可实现的带宽效率乘积的界线，”他说。陆军研究员Fikadu Dagefu博士。“通常，低频天线物理上很大，或者它们的小型化天线具有非常有限的带宽和效率，从而导致更高的功率要求。”

考虑到这些挑战，研究人员开发了一种新颖的方法，可在不增加尺寸或不改变天线拓扑的情况下提高带宽和效率。

陆军博士后研究员Jihun Choi博士说：“提出的阻抗匹配方法将模块化有源电路应用于高度小型化，高效，轻巧的天线，从而克服了前述的Chu-Wheeler性能极限。” “这种微型，主动匹配的天线可以将高效节能的低频无线电系统集成在紧凑型移动代理(例如无人地面和飞机)上。”

研究人员说，这种方法可以为陆军网络化创造新的机会。

集成具有小巧，重量轻，功率低的低频无线电系统(或SWAP)的能力为利用这种未被充分利用和探索不足的频带作为异构自主网络范式的一部分打开了大门。在这种范例中，配备了补充通信方式的特工必须根据该特定任务所处环境的挑战来调整其方法。具体而言，较低的频率由于其改善的穿透力和减少的多径效应而适合在复杂的传播环境和地形中进行可靠的通信。