Четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020070055

Ключові слова:

круговая поляризация, копланарный волновод, CPW, антенна с квадратной щелью, полоса пропускания по входному импедансу, X- диапазон, K-диапазон, Ka-диапазон

Анотація

В работе предложена компактная четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью. Два полукруглых выреза вытравлены на нижней периферии заземления для увеличения полосы пропускания, определяемой по входному импедансу IBW (impedance bandwidth). Для существенного увеличения полосы пропускания, определяемой по коэффициенту эллиптичности ARBW (axial ratio bandwidth), вытравлен спирале-образный вырез на верхней периферии заземления. Для дальнейшего увеличения ARBW и лучшего согласования импедансов еще один вырез вытравлен на G-образном излучающем элементе. Предлагаемая конструкция по результатам моделирования обеспечивает IBW = 22,046 ГГц (8,954–31 ГГц) на центральной частоте fc = 20 ГГц. Измеренная IBW ниже –10 дБ получена в диапазоне 8,8376–20 ГГц. Измерения IBW выше 20 ГГц не проводились из-за ограничений доступного VNA. Значения ширины полосы пропускания, определяемые по ARBW, составили 306,3 МГц (fc = 11,6 ГГц), 363,1 МГц (fc = 21,3 ГГц), 380,7 МГц (fc = 27,6 ГГц) и 332,2 МГц (fc = 28,6 ГГц). Все они находятся в пределах диапазона IBW. Максимальное усиление, полученное при моделировании, составило 5,46 дБи на частоте 25,7 ГГц. Предлагаемая антенна может быть пригодной для применения в устройствах беспроводной связи, работающих в X-, K- и Ka-диапазонах.

Посилання

Intelsat, “The globalized network,” Global NetworkIntelsat, 2018. http://www.intelsat.com/global-network/ (accessed Jul. 28, 2020).

A. Kirilyuk, A. V. Kimel, T. Rasing, “Ultrafast optical manipulation of magnetic order,” Rev. Mod. Phys., vol. 82, no. 3, pp. 2731–2784, 2010, doi: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.2731.

D. V. Chubukov, L. V. Skripnikov, L. Bougas, L. N. Labzowsky, “P,t-odd faraday rotation on atoms and molecules in intra-cavity absorption spectroscopy as an alternative way to search for the p,t-odd effects in nature,” 2019, uri: http://arxiv.org/abs/1907.11761.

C. Y. Huang, J. Y. Wu, K. L. Wong, “Broadband circularly polarised square microstrip antenna using chip-resistor loading,” IEE Proc. Microwaves, Antennas Propag., vol. 146, no. 1, pp. 94–96, 1999, doi: https://doi.org/10.1049/ip-map:19990395.

J. Y. Sze, K. L. Wong, C. C. Huang, “Coplanar waveguide-fed square slot antenna for broadband circularly polarized radiation,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 51, no. 8, pp. 2141–2144, 2003, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2003.815421.

C. C. Chou, K. H. Lin, H. L. Su, “Broadband circularly polarised crosspatch- loaded square slot antenna,” Electron. Lett., vol. 43, no. 9, pp. 485–486, 2007, doi: https://doi.org/10.1049/el:2007018.

J. Y. Sze, S. P. Pan, “Design of cpw-fed circularly polarized slot antenna with a miniature configuration,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 10, pp. 1465–1468, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2011.2179912.

J.-Y. Sze, J.-C. Wang, C.-C. Chang, “Axial-ratio bandwidth enhancement of asymmetric-cpw-fed circularly-polarised square slot antenna,” Electron. Lett., vol. 44, no. 18, pp. 1048–1049, 2008, doi: https://doi.org/10.1049/el:20081858.

C.-J. Wang, M.-H. Shih, L.-T. Chen, “A wideband open-slot antenna with dual-band circular polarization,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 14, pp. 1306–1309, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2403572.

K. L. Wong, C. C. Huang, W. S. Chen, “Printed ring slot antenna for circular polarization,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 50, no. 1, pp. 75–77, 2002, doi: https://doi.org/10.1109/8.992564.

J. S. Row, “The design of a squarer-ring slot antenna for circular polarization,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 53, no. 6, pp. 1967–1972, 2005, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2005.848482.

J. Y. Sze, C. I. G. Hsu, M. H. Ho, Y. H. Ou, M. T. Wu, “Design of circularly polarized annular-ring slot antennas fed by a double-bent microstripline,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 55, no. 11 II, pp. 3134–3139, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2007.908801.

G. Bin Hsieh, M. H. Chen, K. L. Wong, “Single-feed dual-band circularly polarised microstrip antenna,” Electron. Lett., vol. 34, no. 12, pp. 1170–1171, 1998, doi: https://doi.org/10.1049/el:19980909.

C. A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design. New Jersey: Wiley, 2016, uri: https://www.wiley.com/en-us/Antenna+Theory%3A+Analysis+and+Design%2C+4th+Edition-p-9781118642061.

D. M. Pozar, “Microstrip antennas,” Proc. IEEE, vol. 80, no. 1, pp. 79–91, 1992, doi: https://doi.org/10.1109/5.119568.

Y. X. Guo, L. Bian, X. Q. Shi, “Broadband circularly polarized annular-ring microstrip antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 8, pp. 2474–2477, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2024584.

R. Dhara, S. K. Jana, “A single microstrip feed c shaped dual circularly polarized slotted monopole antenna,” in 2017 IEEE Applied Electromagnetics Conference (AEMC), 2017, vol. 2018-Janua, pp. 1–2, doi: https://doi.org/10.1109/AEMC.2017.8325637.

K. Ding, C. Gao, T. Yu, D. Qu, “Broadband c-shaped circularly polarized monopole antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 63, no. 2, pp. 785–790, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2380437.

H. Nakano, H. Yoshida, Y. Wu, “C-figured loop antennas,” Electron. Lett., vol. 31, no. 9, pp. 693–694, 1995, doi: https://doi.org/10.1049/el:19950519.

R. Dhara, S. Kumar Jana, M. Mitra, A. Chatterjee, “A circularly polarized t-shaped patch antenna for wireless communication application,” in 2018 IEEE Indian Conference on Antennas and Propagation, InCAP 2018, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/INCAP.2018.8770806.

D. S. Chandu, S. S. Karthikeyan, “A novel broadband dual circularly polarized microstrip-fed monopole antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 3, pp. 1410–1415, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2016.2647705.

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

П. В. Найду, А. Кумар, “Широкополосная зеркальная Z- и L-образная унипланарная трехдиапазонная антенна с ACS-фидером для WLAN применений,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 2, pp. 109–120, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019020043.

X. Rui, J. Li, K. Wei, “Dual-band dual-sense circularly polarised square slot antenna with simple structure,” Electron. Lett., vol. 52, no. 8, pp. 578–580, 2016, doi: https://doi.org/10.1049/el.2015.4499.

C. C. Chou, K. H. Lin, H. L. Su, “Broadband circularly polarised cross-patch-loaded square slot antenna,” Electron. Lett., vol. 43, no. 9, pp. 485–486, 2007, doi: https://doi.org/10.1049/el:20070189.

J. Y. Sze, C. C. Chang, “Circularly polarized square slot antenna with a pair of inverted-l grounded strips,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 7, pp. 149–151, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.921341.

R. Dhara, M. Midya, M. Mitra, S. K. Jana, “CPW-fed tetra band circular polarized antenna for wireless communication applications,” in Applied Electromagnetics Conference, AEMC 2017, 2018, vol. 2018-Janua, pp. 1–2, doi: https://doi.org/10.1109/AEMC.2017.8325636.

Б. Т. П. Мадхав, М. Моника, Б. М. С. Кумар, Б. Прудхвинадх, “Компактная круглая щелевая антенна с двумя полосами пропускания и изменяемой конфигурацией для WIMAX и X-диапазонов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 9, pp. 563–573, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019090048.

Р. Дхара, С. К. Яна, М. Митра, “Трехдиапазонная несимметричная антенна с круговой поляризацией для беспроводной связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 4, pp. 248–260, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020040044.

M. Shokri, V. Rafii, S. Karamzadeh, Z. Amiri, B. Virdee, “Miniaturised ultra-wideband circularly polarised antenna with modified ground plane,” Electron. Lett., vol. 50, no. 24, pp. 1786–1788, 2014, doi: https://doi.org/10.1049/el.2014.3278.

S. W. Zhou, P. H. Li, Y. Wang, W. H. Feng, Z. Q. Liu, “A CPW-fed broadband circularly polarized regular-hexagonal slot antenna with L-shape monopole,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 10, pp. 1182–1185, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2011.2172570.

P. Sadeghi, J. Nourinia, C. Ghobadi, “Square slot antenna with two spiral slots loaded for broadband circular polarisation,” Electron. Lett., vol. 52, no. 10, pp. 787–788, 2016, doi: https://doi.org/10.1049/el.2016.0470.

М. Резвани, Я. Зегфоруш, П. Бейджи, “Эффективная микрополосковая антенна круговой поляризации с С-образным шлейфом для WLAN и WIMAX приложений,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 11, pp. 708–712, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019110062.

R. Dhara, M. Mitra, “A triple-band circularly polarized annular ring antenna with asymmetric ground plane for wireless applications,” Eng. Reports, vol. 2, no. 4, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/eng2.12150.

R. Xu, J.-Y. Li, Y.-X. Qi, G.-W. Yang, J.-J. Yang, “A design of triple-wideband triple-sense circularly polarized square slot antenna,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 16, pp. 1763–1766, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2017.2674677.

“Federal spectrum use summary 30 mhz-3000 ghz national telecommunications and information administration office of spectrum management,” 2010. uri: https://www.ntia.doc.gov/files/ntia/Spectrum_Use_Summary_Master-06212010.pdf.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-07-25

Як цитувати

Дхара, Р. (2020). Четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(7), 448–460. https://doi.org/10.20535/S0021347020070055

Номер

Том 63 № 7 (2020)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.