DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018090029
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
3D график излучения RMPA с S-образным метаматериалом

Сверхширокополосная патч-антенна направленного действия с использованием S-образного метаматериала

П. Давар, Асок Де, Н. С. Рагхава

Аннотация


В работе предложена параметрическая оптимизация антенны при использовании S-образного метаматериала, встроенного в подложку антенны. При встраивании предложенной решетки из метаматериала внутрь подложки антенны ширина полосы пропускания антенны увеличивается на 74%, а коэффициент направленности возрастает на 11%. Результаты, полученные в случае моделирования в системе Ansoft HFSS на основе метода конечных элементов и программирования в среде MATLAB на основе формул САПР при использовании анализа эквивалентной схемы замещения патч-антенны, хорошо согласуются между собой. В работе поясняется эволюция S-образной формы начиная от простейшей формы разрезного кольцевого резонатора с одним кольцом. Изготовленная предлагаемая структура позволила получить отклонение от результатов моделирования не более 6%. Эта антенна из метаматериала позволяет преодолеть ограничение, связанное с узкой полосой пропускания патч-антенны, и помогает поддерживать низкий профиль антенны, обеспечивая 81% миниатюризацию.

Ключевые слова


антенна; метаматериал; МТМ; материал с отрицательным коэффициентом преломления; отрицательная рефракция; прямоугольная микрополосковая патч-антенна; DNG; HFSS; MNG; RMPA

Полный текст:

PDF

Литература


Schantz, H. The Art and Science of Ultra-Wideband Antennas. Artech House, 2005.

Balanis, C. A. Antenna Theory, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc., 2016.

Pozar, D. M. “Microstrip antennas,” Proc. IEEE, Vol. 80, No. 1, p. 79-91, 1992. DOI: https://doi.org/10.1109/5.119568.

Volakis, J. Antenna Engineering Handbook, 4th ed. McGraw Hill, 2007.

Wang. S.; Feresidis, A. P.; Goussetis, G.; Vardaxoglou, J. C. “Low-profile resonant cavity antenna with artificial magnetic conductor ground plane,” Electronics Lett., Vol. 40, No. 7, p. 405-406, 2004. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20040306.

Ahsan, M. R.; Islam, M. T.; Ullah, M. H.; Misran, N. “Bandwidth enhancement of a dual band planar monopole antenna using meandered microstrip feeding,” The Scientific World J., Vol. 2014, ID 856504, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2014/856504.

Lee, K. F.; Luk, K. M.; Mak, K. M.; Yang, S. L. S. “On the use of U-slots in the design of dual-and triple-band patch antennas,” IEEE Antennas Propag. Mag., Vol. 53, No. 3, p. 60-74, 2011. DOI: https://doi.org/10.1109/MAP.2011.6028422.

Wong, K.-L. Compact and Broadband Microstrip Antennas. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2004.

Dawar, Parul; Raghava, N. S.; De, Asok. “Ultra wide band, multi-resonance antenna using swastika metamaterial,” Int. J. Microwave Optical Technology, Vol. 11, No. 6, p. 423, 2016.

Ahsan, M. R.; Islam, M. T.; Ullah, M. H.; Singh, M. J.; Ali, M. T. “Metasurface reflector (MSR) loading for high performance small microstrip antenna design,” PLOS One, May, 2015. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0127185.

Linden, S.; Enkrich, C.; Dolling, G.; Klein, M. W.; Zhou, J.; Koschny, T.; Soukoulis, C. M.; Burger, S.; Schmidt, F.; Wegener, M. “Photonic metamaterials: Magnetism at optical frequencies,” IEEE J. Selected Topics Quantum Electronics, Vol. 12, No. 6, p. 1097-1105, 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/JSTQE.2006.880600.

Xiong, Han; Hong, Jing-Song; Tan, Ming-Tao; Li, Bing. “Compact microstrip antenna with metamaterial for wideband applications,” Turk. J. Electrical Eng. Comp. Sci., Vol. 21, p. 2233-2238, 2013. DOI: http://doi.org/10.3906/elk-1204-6.

Каур, Прит; Агарвал, С. К.; Де, Асок. “Улучшение характеристик прямоугольной микрополосковой антенны с помощью двойного H-образного метаматериала,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 11, с. 29–36, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016110030.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2018
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта