Широкополосная зеркальная Z- и L-образная унипланарная трехдиапазонная антенна с ACS-фидером для WLAN применений

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019020043

Ключевые слова:

компактная антенна, трехдиапазонная антенна, антенна с ACS-фидером, монопольная антенна, многодиапазонная антенна

Аннотация

В работе предложена зеркальная Z- и L-образная печатная унипланарная антенна, разработанная для трехдиапазонного применения. Разработанная геометрия реализует простые излучающие полоски с 50 Ом асимметричной копланарной полосковой ACS (Asymmetric Coplanar Strip) питающей линией и прямоугольной заземляющей плоскостью. Эта антенна имеет компактные размеры 16×24 мм, включая заземляющую плоскость, которая имеет размер 0,18×0,34λ на частоте 2,3 ГГц в свободном пространстве. Результаты моделирования, полученные с помощью пакета CST Microwave Studio, сравнивались с результатами измерений печатной унипланарной антенны при помощи векторного анализатора PNA N5222A, в результате чего достигнуто хорошее совпадение результатов. Ширина полосы рабочих частот при коэффициенте отражения –10 дБ составила приблизительно 230 МГц в диапазоне 2,27–2,5 ГГц, 200 МГц в диапазоне 3,65–3,85 ГГц и 1700 МГц в диапазоне 5,2–6,9 ГГц. Предложенная унипланарная антенна имеет не только компактные размеры, но и широкие полосы рабочих частот, позволяющие работать в сетях LTE (Long Term Evolution), беспроводных широкополосных сетях WiBro (Wireless Broadband), сетях WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), беспроводных локальных сетях WLAN (Wireless Local Area Network) и системах диапазона ISM (Industrial Scientific and Medical radio band).

Библиографические ссылки

Deepu, V.; Rohith, K. Raj; Manoj, Joseph; Suma, M. N.; Mohanan, P. “Compact asymmetric coplanar strip fed monopole antenna for multiband applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 55, No. 8, p. 2351-2357, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/tap.2007.901847.

Naidu, P. V. “Printed V-shape ACS-fed compact dual band antenna for bluetooth, LTE and WLAN/WiMAX applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 4, p. 1005-1015, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-016-2939-7.

Li, B.; Yan, Z.-H.; Zhang, T.-L. “Triple-band slot antenna with U-shaped open stub fed by asymmetric coplanar strip for WLAN/WiMAX applications,” PIER Lett., Vol. 37, p. 123-131, 2013. DOI: https://doi.org/10.2528/pierl12122601.

Lin, C.-P.; Chang, C.-H.; Jou, C. F. “Compact quad band monopole antenna,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 53, No. 6, p. 1272-1276, 2011. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.25994.

Ren, W.; Hu, S.-W.; Jiang, C. “An ACS-fed F-shaped monopole antenna for GPS/WLAN/WiMAX applications,” Int. J. Microwave Wireless Technologies, Vol. 9, No. 5, p. 1123-1129, 2017. DOI: https://doi.org/10.1017/s1759078716001173.

Saad, Ayman Ayd R.; Ibrahim, Ahmed A.; Haraz, Osama M.; Elboushi, Ayman. “Tri-band compact ACS-fed meander-line antenna for wireless communications,” Int. J. Microwave Wireless Technol., Vol. 9, No. 9, p. 1895-1903, 2017. DOI: https://doi.org/10.1017/s1759078717000745.

Kang, L.; Wang, H.; Wang, X. H.; Shi, X. “Compact ACS-fed monopole antenna with rectangular SRRs for tri-band operation,” Electron. Lett., Vol. 50, No. 16, p. 1112-1114, 2014. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2014.1771.

Li, X.; Shi, X.-W.; Hu, W.; Fei, P.; Yu, J.-F. “Compact triband ACS-fed monopole antenna employing open-ended slots for wireless communication,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 12, p. 388-391, 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/lawp.2013.2252414.

Ren, W.; Jiang, C.; Hu, S.-W. “An asymmetric coplanar strip-fed 7-shaped monopole antenna for miniaturized communication systems,” Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 58, No. 7, p. 1566-1572, 2016. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.29858.

Song, Yue; Jiao, Yong Chang; Wang, Xiao Ming; Weng, Zi Bin; Zhang, Fu Shun. “Compact coplanar slot antenna fed by asymmetric coplanar strip for 2.4/5 GHz WLAN operations,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 50, No. 12, p. 3080-3083, 2008. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.23882.

Deepu, V.; Sujith, R.; Mridula, S.; Aanandan, C. K.; Vasudevan, K.; Mohanan, P. “ACS fed printed F-shaped uniplanar antenna for dual band WLAN applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 51, No. 8, p. 1852-1856, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.24486.

Ren, X.-S.; Yin, Y.-Z.; Hu, W.; Wei, Y.-Q. “Compact tri-band rectangular ring patch antenna with asymmetrical strips for WLAN/WiMAX applications,” J. Electromagnetic Waves Applications, Vol. 24, No. 13, p. 1829-1838, 2010. DOI: https://doi.org/10.1163/156939310792486548.

Naidu, P. V.; Malhotra, A. “A small ACS-fed tri-band antenna employing C and L shaped radiating branches for LTE/WLAN/WiMAX/ITU wireless communication applications,” Analog Integr. Circ. Sig. Process., Vol. 85, No. 3, p. 489-496, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10470-015-0637-5.

Ashkarali, P.; Sreenath, S.; Sujith, R.; Dinesh, R.; Krishna, D. D.; Aanandan, C. K. “A compact asymmetric coplanar strip fed dual-band antenna for DCS/WLAN applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 54, No. 4, p. 1087-1089, 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.26731.

Kumar, A.; Naidu, P. V. “A compact O-shaped printed ACS fed monopole dual-band antenna for 2.4GHz Bluetooth and 5GHz WLAN/WiMAX applications,” Proc. of 2016 Progress in Electromagnetic Research Symp., 8-11 Aug. 2016, Shanghai, China. IEEE, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/piers.2016.7734856.

Kumar, R.; Naidu, V. P.; Kamble, V. “A compact asymmetric slot dual band antenna fed by CPW for PCS and UWB applications,” Int. J. RF Microwave Computer-Aided Engineering, Vol. 25, No. 3, p. 243-254, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/mmce.20855.

Wu, Y.-J.; Sun, B.-H.; Li, J.-F.; Liu, Q.-Z. “Triple-band omni-directional antenna for WLAN application,” PIER, Vol. 76, p. 477-484, 2007. DOI: https://doi.org/10.2528/pier07080601.

Hua, M. J.; Wang, P.; Zheng, Y.; Yuan, S. L. “Compact tri-band CPW-fed antenna for WLAN/WiMAX applications,” Electron. Lett., Vol. 49, No. 18, p. 1118-1119, 2013. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2013.1669.

Cui, Y.-Y.; Sun, Y.-Q.; Yang, H.-C.; Ruan, C.-L. “A new triple-band CPW-fed monopole antenna for WLAN and WiMAX applications,” PIER M, Vol. 2, p. 141-151, 2008. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERM08041004.

Zhao, G.; Zhang, F.-S.; Song, Y.; Weng, Z.-B.; Jiao, Y.-C. “Compact ring monopole antenna with double meander lines for 2.4/5 GHz dual-band operation,” PIER, Vol. 72, p. 187-194, 2007. DOI: https://doi.org/10.2528/pier07031405.

Thomas, K. G.; Sreenivasan, M. “Compact triple band antenna for WLAN/WiMAX applications,” Electron. Lett., Vol. 45, No. 16, p. 811-813, 2009. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2009.1658.

Wei, C.-Y.; Liu, J.-C.; Hung, T.-F.; Bor, S.-S.; Chen, C. C. “A compact size and small frequency ratio CPW-fed circular slot antenna for GPS/WLAN dual-band and circular polarizations,” PIER C, Vol. 22, p. 1-9, 2011. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERC11050410.

Li, D.; Zhang, F.-S.; Zhao, Z.-N.; Ma, L.-T.; Li, X. N. “A compact CPW-fed Koch snowflake fractal antenna for WLAN/WiMAX applications,” PIER C, Vol. 28, p. 143-153, 2012. DOI: https://doi.org/10.2528/pierc12022106.

Lee, J. N.; Kim, Ji H.; Park, Jong K.; Kim, Jin S. “Design of dual-band antenna with U-shaped open stub for WLAN/UWB applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 51, No. 2, p. 284-289, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.24033.

Kumar, A.; Naidu, P. V.; Kumar, V.; Ramasamy, A. K. “Design & development of compact uniplanar semi-hexagonal ACS fed multi-band antenna for portable system application,” PIER M, Vol. 60, p. 157-167, 2017. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERM17080302.

Kumar, A.; Naidu, P. V.; Kumar, V. “A compact uniplanar ACS fed multi band low cost printed antenna for modern 2.4/3.5/5 GHz applications,” Microsyst. Technol., Vol. 24, No. 3, p. 1413, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s00542-017-3556-9.

Naidu, P. V.; Kumar, A. “Design and development of triple band ACS fed antenna with M and rectangular shaped radiating branches for 2.45/5 GHz wireless applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 12, p. 5841-5848, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-017-3430-9.

Naidu, P. V.; Kumar, A. “A novel ACS fed multi band antenna loaded with mirrored S and L shaped strips for advanced portable wireless communication applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 10, p. 4775-4783, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-017-3313-0.

Найду, П. В.; Кумар, А. “Двухдиапазонная e-образная унипланарная печатная антенна с ACS питанием для современных приложений беспроводной связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 3, С. 119-128, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018030019.

Naidu, P. V.; Malhotra, A. “Design & analysis of miniaturized asymmetric coplanar strip fed antenna for multi-band WLAN/WiMAX applications,” PIER C, Vol. 57, p. 159-171, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/pierc15042302.

Naidu, P. V.; Malhotra, A.; Kumar, R. “A compact ACS-fed dual-band monopole antenna for LTE, WLAN/WiMAX and public safety applications,” Microsyst. Technol., Vol. 22, No. 5, p. 1021-1028, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-015-2562-z.

Naidu, P. V.; Kumar, R. “A very small asymmetric coplanar strip fed multi-band antenna for wireless communication applications,” Microsyst. Technol., Vol. 22, No. 9, p. 2193-2200, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-015-2613-5.

Naidu, P. V.; Kumar, R. “Design of a compact ACS-fed dual band antenna for Bluetooth/WLAN and WiMAX applications,” PIER C, Vol. 55, p. 63-72, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/pierc14101803.

Давар, П.; Де, Асок; Рагхава, Н. С. “Сверхширокополосная патч-антенна направленного действия с использованием S-образного метаматериала,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 9, С. 508–521, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018090029.

Опубликован

2019-02-28

Как цитировать

Найду, П. В., & Кумар, А. (2019). Широкополосная зеркальная Z- и L-образная унипланарная трехдиапазонная антенна с ACS-фидером для WLAN применений. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 62(2), 109–120. https://doi.org/10.20535/S0021347019020043

Выпуск

Раздел

Оригинальные статьи