DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347019110050
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Размеры диэлектрической антенны-3

Исследование Т-образной компактной диэлектрической резонаторной антенны для широкополосного применения

Моника Чаухан, Бисваджит Мукерджиe

Аннотация


В статье предложена новая T-образная компактная диэлектрическая резонаторная антенна DRA (Dielectric Resonator Antenna) для широкополосного применения. Предлагаемая антенна охватывает С- и Х-диапазоны. При проектировании предлагаемой антенны для улучшения характеристик антенны использованы два различных способа, а именно частичная заземляющая плоскость и многослойные элементы. Наблюдается, что воздушный зазор между двумя диэлектрическими материалами, уложенными вместе в DRA, увеличивает ширину полосы антенны. Полоса пропускания по согласованию составляет 84%, что охватывает диапазон от 4,18 до 10,27 ГГц (6,09 ГГц) при |S11| < –10 дБ. Анализ распределения полей показывает, что мода TEz11δ существует на частоте 5,66 ГГц, а мода TEz12δ — на частоте 9,76 ГГц, когда она возбуждается при подаче центрального зонда в направлении z. Максимальное усиление, достигаемое в диапазоне частот, составило 4,72 и 4,3 дБи на 5,77 и 9,76 ГГц. Максимальный КПД излучения составил 95% на 5,66 ГГц. Предложенная антенна моделировалась в программах CST и HFSS, а результаты моделирования подтверждены путем сравнения с результатами эксперимента на тестовом образце.

Ключевые слова


усиление; зонд; прямоугольная диэлектрическая резонаторная антенна; многослойность; широкая полоса частот

Полный текст:

PDF

Литература


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.

Petosa, A. Dielectric Resonator Antenna Handbook.Norwood: Artech House Pub., 2007.

Luk, K.-M.; Leung, K.-W. Dielectric Resonator Antennas. Research Studies Press Ltd, 2003.

Mongia, R. K.; Ittibipoon, A.; Cuhaci, M. “Low profile dielectric resonator antennas using a very high permittivity material,” Electron. Lett., Vol. 30, No. 17, p. 1362-1363, 1994. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19940924.

Makwana, G. D.; Vinoy, K. J. “Design of a compact rectangular dielectric resonator antenna at 2.4 GHz,” PIER C, Vol. 11, p. 69-79, 2009. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERC09070903.

Chair, R.; Kishk, A. A.; Lee, K. F. “Experimental investigation for wideband perforated dielectric resonator antenna,” Electron. Lett., Vol. 42, No. 3, p. 137-139, 2006. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20063987.

Rocha, H. H. B.; Freire, F. N. A.; Sohn, R. S. T. M.; Da Silva, M. G.; Santos, M. R. P.; Junqueira, C. C. M.; Cordaro, T.; Sombra, A. S. B. “Bandwidth enhancement of stacked dielectric resonator antennas excited by a coaxial probe: an experimental and numerical investigation,” IET Microwaves, Antennas Propag., Vol. 2, No. 6, p. 580-587, Sept. 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map:20070292.

Zhang, L.-N.; Zhong, S.-S.; Xu, S.-Q. “Broadband U-shaped dielectric resonator antenna with elliptical patch feed,” Electron. Lett., Vol. 44, No. 16, p. 947-949, 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20081253.

Mukherjee, B.; Patel, P.; Mukherjee, J. “Hemispherical dielectric resonator antenna based on Apollonian gasket of circles—A fractal approach,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 62, No. 1, p. 40-47, Jan. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2013.2287011.

Ghosal, R.; Gupta, B. “Design of dual wide band dielectric resonator antenna using Sierpienski fractal geometry,” Proc. of 18th Mediterranean Microwave Symp., MMS, 31 Oct.-2 Nov. 2018, Istanbul, Turkey. IEEE, 2018, pp. 75-78. DOI: https://doi.org/10.1109/MMS.2018.8611973.

Pan, Y. M.; Zheng, S. Y. “A low-profile stacked dielectric resonator antenna with high-gain and wide bandwidth,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 15, p. 68-71, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2429686.

Patel, P.; Mukherjee, B.; Mukherjee, J. “A compact wideband rectangular dielectric resonator antenna using perforations and edge grounding,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 14, p. 490-493, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2369533.

Gao, Y.; Feng, Z.; Zhang, L. “Compact asymmetrical T-shaped dielectric resonator antenna for broadband applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 60, No. 3, p. 1611-1615, Mar. 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2011.2180335.

Liang, X.-L.; Denidni, T. A. “Cross-T-shaped dielectric resonator antenna for wideband applications,” Electron. Lett., Vol. 44, No. 20, p. 1176-1177, 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20081900.

Abushakra, F.; Al-Zoubi, A. “Wideband vertical T-shaped dielectric resonator antennas fed by coaxial probe,” Jordan J. Electrical Engineering, Vol. 3, No. 4, p. 250-258, 2017. URI: http://www.ttu.edu.jo/jjee/index.php/jjee-vol-3.html.

Qian, Y.-H.; Chu, Q.-X. “A broadband hybrid monopole-dielectric resonator water antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 16, p. 360-363, 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2016.2577049.

Zou, M.; Pan, J. “Wide dual-band circularly polarized stacked rectangular dielectric resonator antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 15, p. 1140-1143, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2496361.

Chauhan, M.; Mukherjee, B. “High gain fractal cylindrical dielectric resonator antenna for UWB application,” Proc. of IEEE Radio and Antenna Days of the Indian Ocean, RADIO, 15-18 Oct. 2018, Grand Port, Mauritius. IEEE, 2018. DOI: https://doi.org/10.23919/RADIO.2018.8572414.

Trivedi, K.; Pujara, D. “Design and development of ultrawideband hybrid T-shaped dielectric resonator antenna,” Proc. of 2016 IEEE Annual India Conf., 16-18 Dec. 2016, Bangalore, India. IEEE, 2016, pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/INDICON.2016.7839122.

Gupta, R. D.; Parihar, M. S. “Investigation of an asymmetrical E-shaped dielectric resonator antenna with wideband characteristics,” IET Microwaves, Antennas Propag., Vol. 10, No. 12, p. 1292-1297, 2016. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map.2016.0167.

Сорен, Дипали; Гхатак, Роудра; Мишра, Р. К.; Поддар, Д. Р. “Прямоугольная диэлектрическая резонансная антенна в форме ковра Серпинского с использованием тефлона для X-диапазона,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 12, С. 717-726, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018120051.

Petosa, A.; Simons, N.; Siushansian, R.; Ittipiboon, A.; Cuhaci, M. “Design and analysis of multisegment dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 48, No. 5, p. 738-742, 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/8.855492.

Mongia, R. K.; Ittipiboon, A. “Theoretical and experimental investigations on rectangular dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 45, No. 9, p. 1348-1356, 1997. DOI: https://doi.org/10.1109/8.623123.

Bit-Babik, G.; Di Nallo, C.; Faraone, A. “Multimode dielectric resonator antenna of very high permittivity,” Proc. of IEEE Antennas Propag. Soc. Symp., 20-25 Jun. 2004, Monterey, USA. IEEE, 2004, Vol. 2, p. 1383-1386. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2004.1330444.

Reddy, G. Shrikanth; Mishra, S. K.; Kharche, S. U.; Mukherjee, J. “High gain and low cross-polar compact printed elliptical monopole UWB antenna loaded with partial ground and parasitic patches,” PIER B, Vol. 43, p. 151-167, 2012. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERB12070206.

Van Bladel, J. “On the resonances of a dielectric resonator of very high permittivity,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 23, No. 2, p. 199-208, Feb. 1975. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128528.

Van Bladel, J. “The excitation of dielectric resonators of very high permittivity,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 23, No. 2, p. 208-217, Feb. 1975. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128529.

Chauhan, M.; Pandey, A. K.; Mukherjee, B. “A novel cylindrical dielectric resonator antenna based on Fibonacci series approach,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 61, No. 10, p. 2268-2274, Oct. 2019. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.31887.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2020
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