DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018120051
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Внешний вид прямоугольной диэлектрической резонансной антенны в форме ковра Серпинского первой итерации

Прямоугольная диэлектрическая резонансная антенна в форме ковра Серпинского с использованием тефлона для X-диапазона

Дипали Сорен, Роудра Гхатак, Р. К. Мишра, Д. Р. Поддар

Аннотация


В статье представлена широкополосная прямоугольная диэлектрическая резонансная антенна DRA (dielectric resonator antenna) в форме ковра Серпинского, работающая в X-диапазоне, которая характеризуется моделью диэлектрического волновода DWM (dielectric waveguide model). Для снижения стоимости DRA в качестве материала использован дешевый тефлон. Результаты моделирования проверены с помощью реализованного прототипа. В статье обычная прямоугольная DRA сравнивается с прямоугольными DRA в форме фрактала первой и второй итераций. Обсуждается методология проектирования антенны и ее резонансные и радиационные характеристики. Обоснованность полученных результатов подтверждается близким совпадением экспериментальных и моделированных результатов. Измерения на прототипе показали ширину полосы пропускания 48%, определяемую по полному входному сопротивлению. При этом она охватывает всю полосу частот Х- с подобной диаграммой направленности во всей полосе и усилением 7,5 дБи в диапазоне 9,0–11,5 ГГц.

Ключевые слова


широкополосный; диэлектрическая резонаторная антенна; фрактал; ковер Серпинского

Полный текст:

PDF

Литература


Long, S. A.; Mcallister, M. W.; Shen, L. C. “The resonant cylindrical dielectric cavity antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 31, No. 3, p. 406, 1983. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1983.1143080.

Luk, K. M.; Leung, K. W. (eds.). Dielectric Resonator Antennas. England: Research Studies Press Ltd., 2002.

Denidni, T. A.; Coulibaly, Y.; Boutayab, H. “Hybrid dielectric resonator antenna with circular mushroom-like structure for gain improvement,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 57, No. 4, p. 1043, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2015809.

Kishk, A. A.; Yin, Y.; Glisson, A. W. “Conical dielectric resonator antennas for wide-band applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 50, No. 4, p. 469, Apr. 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2002.1003382.

Kishk, A. A. “Tetrahedron and triangular dielectric resonator antenna with wideband performance,” Proc. of IEEE AP-S Int. Symp., 16-21 June 2002, San Antonio, USA. IEEE, 2002, Vol. 4, p. 462-465. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2002.1017021.

Kishk, A. A. “Wide-band truncated tetrahedron dielectric resonator antenna excited by a coaxial probe,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 51, No. 10, p. 2913, Oct. 2003. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2003.816300.

Denidni, Tayeb A.; Rao, Q.; Sebak, A. R. “Broadband L-shaped dielectric resonator antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 4, p. 453, 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2005.860198.

Chang, T.-H.; Huang, Y.-C.; Su, W.-F.; Kiang, J.-F. “Wideband dielectric resonator antenna with a tunnel,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 7, p. 275, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.928477.

Coulibaly, Y.; Denidni, Tayeb A.; Boutayeb, Halim. “Broadband microstrip-fed dielectric resonator antenna for X-band applications,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 7, p. 3441, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.921326.

Lapierre, M.; Antar, Y. M. M.; Ittipiboon, A.; Petosa, A. “A wideband monopole antenna using dielectric resonator loading,” IEEE Antennas Propagation Society Int. Symp. Dig., 22-27 June 2003, Columbus, USA. IEEE, 2003, Vol. 3, p. 16-19. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2003.1219778.

Junker, G. P.; Kishk, A. A.; Glisson, A. W.; Kajifez, D. “Effect of air gap on cylindrical dielectric resonator antenna operating in TM01 mode,” Electronics Lett., Vol. 30, No. 2, p. 97, 1994. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19940114.

Junker, G. P.; Kishk, A. A.; Glisson, A. W.; Kajfez, D. “Effect of an air gap around the coaxial probe exciting a cylindrical dielectric resonator antenna,” Electronics Lett., Vol. 30, No. 3, p. 177, 1994. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19940191.

Coulibaly, Y.; Denidni, T. A.; Talbi, L. “Design of a broadband hybrid dielectric resonator antenna for X-band applications,” J. Electromagn. Waves Appl., Vol. 20, No. 12, p. 1629, 2006. DOI: https://doi.org/10.1163/156939306779292354.

Rezaei, P.; Hakkak, M.; Forooraghi, K. “Effect of magnetic layer on the microstrip-excited rectangular dielectric resonator antennas bandwidth,” J. Electromagn. Waves Appl., Vol. 21, No. 7, p. 915, 2007. DOI: https://doi.org/10.1163/156939307780749011.

Kingsley, S. P.; O’keefe, S. G. “Beam steering and monopulse processing of probe-fed dielectric resonator antennas,” IEE Proc. - Radar, Sonar Navigation, Vol. 146, No. 3, p. 121, June 1999. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-rsn:19990307.

Ghatak, R.; Poddar, D. R.; Mishra, R. K. “Design of Sierpinski gasket fractal microstrip antenna using real coded genetic algorithm,” IET Microwave Antennas Propag., Vol. 3, No. 7, p. 1133, 2009. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map.2008.0257.

Soren, Dipali; Ghatak, Rowdra; Mishra, R. K.; Poddar, D. R. “Sierpinski carpet fractal pattern embedded multisegment rectangular dielectric resonator antenna for Wi-MAX and WLAN application,” Proc. of Int. Symp. on Microwaves and Millimeterwaves: Basics and Technology, ISoMM 09, 14-16 Jan. 2009, Kolkata, India, 2009.

Karmakar, D. P.; Soren, Dipali; Ghatak, Rowdra; Poddar, Dipak R.; Mishra, Rabindra K. “A wideband Sierpinski carpet fractal cylindrical dielectric resonator antenna for X-band application,” Proc. of IEEE Applied Electromagnetics Conf., 14-16 Dec. 2009, Kolkata, India. IEEE, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/AEMC.2009.5430713.

Gangwar, R. K.; Singh, S. P.; Kumar, D. “A modified fractal rectangular curve dielectric resonator antenna for WiMAX application,” PIER C, Vol. 12, p. 37, 2010. DOI: https://doi.org/10.2528/PIERC09111303.

Guha, D.; Banerjee, A.; Kumar, C.; Antar, Y. M. M. “Higher order mode excitation for high-gain broadside radiation from cylindrical dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 60, No. 1, p. 71, Jan. 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2011.2167922.

Motevasselian, A.; Ellgardt, A.; Jonsson, B. L. G. “A circularly polarized cylindrical dielectric resonator antenna using a helical exciter,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 61, No. 3, p. 1439, Mar. 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2229954.

Sun, Y. X.; Leung, K. W. “Dual-band and wideband dual-polarized cylindrical dielectric resonator antennas,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 12, p. 384, Mar. 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2013.2251993.

Fang, X. S.; Leung, K. W.; Luk, K. M. “Theory and experiment of three-port polarization-diversity cylindrical dielectric resonator antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 62, No. 10, p. 4945, Oct. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2341698.

Pan, Y. M.; Zheng, S. Y.; Hu, B. J. “Design of dual-band omnidirectional cylindrical dielectric resonator antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 13, p. 710, Apr. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2314745.

Avadanei, O. G.; Banciu, M. G.; Nedelcu, L. “Higher-order modes in high-permittivity cylindrical dielectric resonator antenna excited by an off-centered rectangular slot,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 13, p. 1585, Aug. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2344860.

Pan, Y. M.; Zheng, S. Y.; Li, W. “Dual-band and dual-sense omnidirectional circularly polarized antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 13, p. 706, Apr. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2314744.

Khalily, M.; Kamarudin, M. R.; Mokayef, M.; Jamaluddin, M. H. “Omnidirectional circularly polarized dielectric resonator antenna for 5.2-GHz WLAN applications,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 13, p. 443, Mar. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2309657.

Altaf, Amir; Yang, Youngoo; Lee, Kang-Yoon; Hwang, Keum Cheol. “Circularly polarized Spidron fractal dielectric resonator antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 14, p. 1806, Apr. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2427373.

Maity, Sudipta; Gupta, Bhaskar. “Experimental investigations on wideband triangular dielectric resonator antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 64, No. 12, p. 5483, Dec. 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2016.2607765.

Tang, Hui; Chen, Jian-Xin; Yang, Wen-Wen; Zhou, Li-Heng; Li, Wenhua. “Differential dual-band dual-polarized dielectric resonator antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 65, No. 2, p. 855, Feb. 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2016.2630661.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2019
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