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

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

Розділ

Статті