Двухдиапазонная двухмодовая антенна с поляризационно-разнесенным приемом

Автор(и)

  • Р. Дхара Национальный технологический институт, Сикким, India https://orcid.org/0000-0002-9790-6858
  • Т. Кунду Национальный технологический институт, Сикким, India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021050058

Ключові слова:

колова полярізація, лінійна полярізація

Анотація

В статье представлена компактная двухдиапазонная двухмодовая антенна двойной поляризации DBDMDP (dual-band dual-mode and dual-polarized) на основе асимметричной Y-образной микрополосковой линии питания вместе с кольцевым излучателем квадратного сечения. Нагрузкой конструкции являются две пары L-полосок для расширения полосы пропускания низшей моды (центральная частота fc = 9,36 ГГц). Этот сегмент использован для изменения распределения электромагнитного поля и получения дипольного ненаправленного линейно поляризованного LP (linearly polarized) излучения. Секция питания асимметричной Y-образной микрополосковой линией использована для формирования направленного излучения круговой поляризации CP (circular polarization) на более высокой моде (fc = 12,13 ГГц). Результаты измерений показали, что полоса частот по входному сопротивлению по уровню –10 дБ для режима диполя и режима патч-антенны составляет 730 МГц (7,72%, fc = 9,45 ГГц) и 1648 МГц (14,26%, fc = 11,56 ГГц), соответственно. При этом моделированное значение полосы пропускания по коэффициенту эллиптичности в режиме работы патч-антенны по уровню 3-дБ составляет 1280 МГц (10,74%, центральная частота полосы CP fCP = 11,92 ГГц). Максимальные значения коэффициентов передачи для двух мод на частотах fc = 9,36 и 12,13 ГГц составили 1,44 и 2,62 дБи, соответственно. Максимальное пиковое значение коэффициента передачи составило 3,32 дБи на частоте 12,27 ГГц. Данная патч-антенна с одним облучателем может быть использована в приложениях беспроводной связи благодаря своей компактной структуре, значительной ширине полосы, стабильной диаграмме направленности и поляризационно-разнесенному приему.

Посилання

R. Anand, P. Chawla, “A novel dual-wideband inscribed hexagonal fractal slotted microstrip antenna for C- and X-band applications,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 30, no. 9, p. 0, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.22277.

T. Sarkar, A. Ghosh, L. L. K. Singh, S. Chattopadhyay, C.-Y.-D. Sim, “DGS-integrated air-loaded wideband microstrip antenna for X- and Ku-band,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 19, no. 1, pp. 114–118, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2955111.

X. Cao, Y. Xia, L. Wu, L. Lang, “A compact quad-band ring string-shaped antenna,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 111, p. 152910, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2019.152910.

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.

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.

J. Chen, J. Liu, “A new broadband dual-layer monoplolar circular patch antenna with slot coupling,” Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 59, no. 1, pp. 40–43, 2017, doi: https://doi.org/10.1002/mop.30218.

C.-X. Mao, S. Gao, Y. Wang, Q.-X. Chu, X.-X. Yang, “Dual-band circularly polarized shared-aperture array for C-/X-band satellite communications,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 10, pp. 5171–5178, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2740981.

Y. J. Sung, “Circularly polarised square patch antenna with asymmetrical Y-shaped feed structure,” Electron. Lett., vol. 46, no. 19, p. 1309, 2010, doi: https://doi.org/10.1049/el.2010.8248.

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.

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.

Р. Дхара, “Четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 7, pp. 448–460, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020070055.

K. Wang et al., “A dual-wideband dual-polarized aperture-shared patch antenna with high isolation,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 17, no. 5, pp. 735–738, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2018.2812699.

Р. Дхара, Т. Кунду, “Компактная печатная зеркальная y-образная двухдиапазонная несимметричная вибраторная антенна круговой поляризации с усеченным экраном,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 64, no. 3, pp. 146–163, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/S002134702103002X.

Q. Zhang, Q. Zhang, H. Liu, C. H. Chan, “Dual-band and dual-polarized leaky-wave antenna based on slotted SIW,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 18, no. 3, pp. 507–511, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2895339.

P. Kumar, S. Dwari, R. K. Saini, “Triple band dual polarized CPW-fed planar monopole antenna,” Wirel. Pers. Commun., vol. 99, no. 1, pp. 431–440, 2018, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-017-5115-1.

B. Bag, P. Biswas, S. Biswas, P. P. Sarkar, “Wide-bandwidth multifrequency circularly polarized monopole antenna for wireless communication applications,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 29, no. 3, p. e21631, 2019, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21631.

K. Pedram, J. Nourinia, C. Ghobadi, M. Karamirad, “A multiband circularly polarized antenna with simple structure for wireless communication system,” Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 59, no. 9, pp. 2290–2297, 2017, doi: https://doi.org/10.1002/mop.30728.

D. Yu, S.-X. Gong, Y.-T. Wan, W.-F. Chen, “Omnidirectional dual-band dual circularly polarized microstrip antenna using TM01 and TM02 modes,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 13, pp. 1104–1107, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2328020.

W. Cao, “Compact dual-band dual-mode circular patch antenna with broadband unidirectional linearly polarised and omnidirectional circularly polarised characteristics,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 10, no. 2, pp. 223–229, 2016, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2015.0266.

Y. Liu, X. Li, L. Yang, Y. Liu, “A dual-polarized dual-band antenna with omni-directional radiation patterns,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 8, pp. 4259–4262, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2708093.

J. Lin, Z. Qian, W. Cao, S. Shi, Q. Wang, W. Zhong, “A low-profile dual-band dual-mode and dual-polarized antenna based on AMC,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 16, pp. 2473–2476, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2017.2724540.

W. Cao, Q. Wang, B. Zhang, W. Hong, “Capacitive probe-fed compact dual-band dual-mode dual-polarisation microstrip antenna with broadened bandwidth,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 11, no. 7, pp. 1003–1008, 2017, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2016.0781.

K. Ding, C. Gao, Y. Wu, D. Qu, B. Zhang, Y. Wang, “Dual-band and dual-polarized antenna with endfire radiation,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 11, no. 13, pp. 1823–1828, 2017, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2017.0124.

K. N. Paracha et al., “A low profile, dual-band, dual polarized antenna for indoor/outdoor wearable application,” IEEE Access, vol. 7, pp. 33277–33288, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2894330.

C.-X. Mao, D. H. Werner, Y. Zhang, X.-Y. Zhang, “Compact dual-band dual-mode antenna with omni-/unidirectional radiation characteristics,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 18, no. 12, pp. 2657–2660, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2947808.

M. Nosrati, N. Tavassolian, “Miniaturized circularly polarized square slot antenna with enhanced axial-ratio bandwidth using an antipodal Y-strip,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 16, pp. 817–820, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2016.2605099.

Y.-Y. Chen, Y.-C. Jiao, G. Zhao, F. Zhang, Z.-L. Liao, Y. Tian, “Dual-band dual-sense circularly polarized slot antenna with a C-shaped grounded strip,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 10, pp. 915–918, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2011.2166750.

H.-M. Chen, Y.-K. Wang, Y.-F. Lin, C.-Y. Lin, S.-C. Pan, “Microstrip-fed circularly polarized square-ring patch antenna for GPS applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 4, pp. 1264–1267, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2015855.

L.-Y. Tseng, T.-Y. Han, “Microstrip-fed circular slot antenna for circular polarization,” Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 50, no. 4, pp. 1056–1058, 2008, doi: https://doi.org/10.1002/mop.23290.

FCC, “Expanding Flexible Use in Mid-Band Spectrum Between 3.7 and 24 GHz,” 2017. uri: https://www.fcc.gov/document/fcc-expands-flexible-use-mid-band-spectrum.

R. Dhara, S. Yadav, M. M. Sharma, S. K. Jana, M. C. Govil, “A circularly polarized quad-band annular ring antenna with asymmetric ground plane using theory of characteristic modes,” Prog. Electromagn. Res. M, vol. 100, pp. 51–68, 2021, doi: https://doi.org/10.2528/PIERM20102006.

R. Dhara, T. Kundu, “A compact inverted Y-shaped circularly polarized wideband monopole antenna with open loop,” Eng. Reports, p. e12326, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/eng2.12326.

R. Dhara, “Design of a miniaturized CPW fed Z-shaped monopole antenna using theory of characteristics modes for bandwidth enhancement,” Sādhanā, vol. 46, no. 2, p. 87, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s12046-021-01610-7.

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.

Компактная антенна, работающая в двух диапазонах с поляризационным разнесением

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-29 — Оновлено 2021-05-29

Як цитувати

Дхара, Р., & Кунду, Т. (2021). Двухдиапазонная двухмодовая антенна с поляризационно-разнесенным приемом. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(5), 308–324. https://doi.org/10.20535/S0021347021050058

Номер

Том 64 № 5 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

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.