新型的，具有增強(qiáng)帶寬的微型低頻天線將使復(fù)雜環(huán)境中的緊湊型移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)。在美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部的陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和密歇根大學(xué)之間的共同努力下，研究人員開發(fā)了一種新穎的設(shè)計(jì)方法，該方法改善了在低頻下運(yùn)行的傳統(tǒng)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(shè)計(jì)的關(guān)鍵方面，可確保無線電在發(fā)射模式下以最小的反射率通過天線發(fā)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(gè)頻率范圍內(nèi)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(guī)阻抗匹配技術(shù)有一個(gè)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(shí)現(xiàn)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(dǎo)致更高的功率要求。”

考慮到這些挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)了一種新穎的方法，可在不增加尺寸或不改變天線拓?fù)涞那闆r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(yīng)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(dòng)匹配的天線可以將高效節(jié)能的低頻無線電系統(tǒng)集成在緊湊型移動(dòng)代理(例如無人地面和飛機(jī))上。”

研究人員說，這種方法可以為陸軍網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)。

集成具有小巧，重量輕，功率低的低頻無線電系統(tǒng)(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(gòu)自主網(wǎng)絡(luò)范式的一部分打開了大門。在這種范例中，配備了補(bǔ)充通信方式的特工必須根據(jù)該特定任務(wù)所處環(huán)境的挑戰(zhàn)來調(diào)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(yīng)而適合在復(fù)雜的傳播環(huán)境和地形中進(jìn)行可靠的通信。