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

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020070055

Ключевые слова:

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

Аннотация

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.

Библиографические ссылки

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.

Опубликован

2020-07-25

Как цитировать

Дхара, Р. (2020). Четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 63(7), 448–460. https://doi.org/10.20535/S0021347020070055

Выпуск

Раздел

Оригинальные статьи