Микрополосковая антенна на подложке из перекрестного метаматериала с улучшенными усилением и широкополосностью

Автор(и)

  • Кирти Инамдар журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія https://orcid.org/0000-0001-5753-9435
  • Е. П. Коста Группа институтов фонда образования Марвади, Райкот, Індія
  • Суправа С. Патнаик Инженерный институт Хавьера, Мумбаи, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134701502003X

Ключові слова:

метаматериал, перекрестная мета-структура, получение параметров, отрицательный показатель преломления

Анотація

В последние годы метаматериалы стали актуальной темой для исследований в области электромагнетизма. В данной статье предлагается использование перекрестной структуры, форма которой подобна известному Иерусалимскому кресту. Результаты численного анализа предложенной единичной ячейки подтверждены экспериментально, доказывая отрицательность значений относительных диэлектрической и магнитной проницаемостей ε и µ. Разработан двумерный микрополосковый излучатель на основе предложенного метаматериала. Представлены теоретические исследования и расчетные формулы для определения различных параметров предложенной антенны. С целью улучшения коэффициента усиления, ширины рабочей полосы частот и обеспечения возможности многодиапазонной работы проведена оптимизация конструкции микрополоскового излучателя на основе метаматериала. Выполнено сравнение параметров антенны, которые представлены в виде таблицы и частотных характеристик. Показано, что физические размеры микрополоскового излучателя на основе метаматериала меньше по сравнению с размерами аналогичного микрополоскового излучателя обычного типа, работающего в том же частотном диапазоне. Проведена экспериментальная проверка полученных частотных характеристик микрополоскового излучателя. Важной частью исследования была разработка метаматериала на основе определенных структур и технологий, позволяющих получить выигрыш в ширине рабочей полосы частот и способности работы в нескольких диапазонах частот, что представлено в данной статье. Уникальная конфигурация, которая предложена в этой статье, позволяет расширить рабочую полосу частот антенны без снижения ее коэффициента усиления.

Посилання

Lee R. Q. Experimental study of the two-layer electromagnetically coupled rectangular patch antenna / Richard Q. Lee, K.-F. Lee / IEEE Trans. Antennas Propag. — Aug. 1990. — Vol. 38, No. 8. — P. 1298–1302. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/8.56971.

Robert B. Compact amplifier integration in square patch antenna / B. Robert, T. Razban, A. Papiernik // Electron. Lett. — Sept. 1992. — Vol. 28, No. 19. — P. 1808–1810. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/el:19921153.

Alexopoulos N. G. Fundamental superstrate (cover) effects on printed circuit antennas / N. G. Alexopoulos, D. R. Jackson // IEEE Trans. Antennas Propag. — Aug. 1984. — Vol. 32, No. 8. — P. 807–816. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.1984.1143433.

Huynh T. Single-layer single-patch wideband microstrip antenna / T. Huynh, K. F. Lee // Electron. Lett. — Aug. 1995. — Vol. 31, No. 16. — P. 1310–1312. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/el:19950950.

Wideband dielectric resonator-loaded suspended microstrip patch antennas / Vijay Gupta, Sumit Sinha, Shiban K. Koul, Bharathi Bhat // Microw. Opt. Technol. Lett. — May 2003. — Vol. 37, No. 4. — P. 300–302. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/mop.10900.

Wide-band E-shaped patch antennas for wireless communications / Fan Yang, Xue-Xia Zhang, Xiaoning Ye, Y. Rahmat-Samii // IEEE Trans. Antennas and Propag. — Jul. 2001. — Vol. 49, No. 7. — P. 1094–1100. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/8.933489.

Majid H. A. Microstrip antenna’s gain enhancement using left-handed metamaterial structures / H. A. Majid, M. K. Abd Rahim, T. Masri // PIER M. — 2009. — Vol. 8. — P. 235–247. — DOI : http://dx.doi.org/10.2528/PIERM09071301.

Buell K. A substrate for small patch antennas providing tunable miniaturization factors / K. Buell, H. Mosallaei, K. Sarabandi // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Jan. 2006. — Vol. 54, No. 1. — P. 135–146. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.2005.860329.

Alici K. B. Electrically small split ring resonator antennas / Kamil Boratay Alici, Ekmel Ozbay // J. Appl. Phys. — 2007. — Vol. 101, No. 8. — P. 083104. — DOI : http://dx.doi.org/10.1063/1.2722232.

Analysis and design of dual band high directive EBG resonator antenna using square loop FSS as superstrate layer / A. Pirhadi, F. Keshmiri, M. Hakkak, M. Tayarani // PIER. — 2007. — Vol. 70. — P. 1–20. — DOI : http://dx.doi.org/10.2528/PIER07010201.

Burokur S. N. Theoritical investigation of a circular patch antenna in the presence of a left-handed medium / S. N. Burokur, M. Latrach, Serge Toutain // IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. — 2005. — Vol. 4. — P. 183–186. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2005.850797.

Inamdar K. A criss-cross metamaterial based electrically small antenna / Kirti Inamdar, Y. P. Kosta, S. Patnaik // Int. J. Eng. Res. Applications. — May–June 2013. — Vol. 3, No. 3. — P. 004–007. — URL : http://www.ijera.com/papers/Vol3_issue3/B33004007.pdf.

Ziolkowski R. W. Design, fabrication, and testing of double negative metamaterials / R. W. Ziolkowski // IEEE Trans. Antennas Propag. — Jul. 2003. — Vol. 51, No. 7. — P. 1516–1529. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2003.813622.

Experimental verification of anisotropic three-dimensional left-handed metamaterial composed of Jerusalem Crosses / Jiafu Wang, Shaobo Qu, Hua Ma, Song Xia, Yiming Yang, Lei Lu, Xiang Wu, Zhuo Xu, Qian Wang // PIERS Online. — 2010. — Vol. 6, No. 1. — 31–35. — DOI : http://dx.doi.org/10.2529/PIERS090825095520.

Katko A. R. Artificial negative permeability based on a fractal Jerusalem Cross / Alexander Remley Katko // Undergraduate Honors Thesis. — The Ohio State University, 2009.

Inamdar K. A criss-cross shaped left-handed metamaterial / Kirti Inamdar, Y. P. Kosta, S. Patnaik // Eur. J.Sci. Res. — Jun. 2013. — Vol. 104, No. 2. — P. 261–269.

Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials / D. R. Smith, D. C. Vier, Th. Koschny, C. M. Soukoulis // Phys. Rev. E. — 2005. — Vol. 71. — P. 036617. — DOI : http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.71.036617.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-02-12

Як цитувати

Инамдар, К., Коста, Е. П., & Патнаик, С. С. (2015). Микрополосковая антенна на подложке из перекрестного метаматериала с улучшенными усилением и широкополосностью. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 58(2), 26–35. https://doi.org/10.20535/S002134701502003X

Номер

Том 58 № 2 (2015)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 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.