Улучшение характеристик прямоугольной микрополосковой антенны с помощью двойного H-образного метаматериала

Автор(и)

  • Прит Каур журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія
  • С. К. Агарвал YMCA университет науки и технологий, Індія
  • Асок Де Делийский технологический университет, Індія https://orcid.org/0000-0002-8366-7024

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347016110030

Ключові слова:

метаматериал, прямоугольная микрополосковая антенна, ПМА, коэффициент отражения

Анотація

В статье описана разработанная прямоугольная микрополосковая антенна (ПМА) с использованием двойного Н-образного метаматериала. Вначале разработан и оптимизирован двойной Н-образный метаматериал для резонансной частоты микрополосковой антенны 5,2 ГГц. Установлено, что включение этого метаматериала в подложку под антенной базовой конфигурации улучшает ее обратные потери и рабочую полосу частот без изменения резонансной частоты и коэффициента усиления. Для дальнейшего повышения коэффициента усиления и коэффициента полезного действия ПМА со встроенным метаматериалом в структуру антенны добавлена надложка из двойного Н-образного метаматериала на расстоянии λ/3 над антенной. В результате получена ПМА с использованием метаматериалов, которая обеспечивает высокий коэффициент усиления, широкую рабочую полосу частот и хорошее согласование сопротивления. Предложенная антенна смоделирована и оптимизирована с помощью программного обеспечения HFSS. Изготовлен опытный образец антенны и результаты измерений характеристик этой антенны хорошо согласуются с результатами моделирования.

Біографія автора

Асок Де, Делийский технологический университет

Национальный технологический институт, Патна (2016)

Посилання

Metamaterial superstrate and electromagnetic band-gap substrate for high directive antenna / Huiliang Xu, Zeyu Zhao, Yueguang Lv, Chunlei Du, Xiangang Luo // Int. J. Infrared Millimeter Waves. — 2008. — Vol. 29, No. 5. — P. 493–498. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/s10762-008-9344-y.

Planar and cylindrical metamaterial structures for antenna applications / A. Chauraya, J. Kelly, G. K. Palikaras, C. B. Mulenga, J. A. Flint, A. P. Feresidis, J. C. Vardaxoglou // EMTS Int. URSI Commision B- Electromagnetic Theory Symp. July 2007.

Liang J. Radiation characteristics of a microstrip patch over an electromagnetic bandgap surface / Jing Liang, Hung-Yu David Yang // IEEE Trans. Antenna Propag. — Jun. 2007. — Vol. 55, No. 6. — P. 1691–1697. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2007.898633.

Kock W. P. Metal-lens antennas / W. P. Kock // Proc. IRE. — Nov. 1946. — Vol. 34, No. 11. — P. 828–836. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JRPROC.1946.232264.

A study of using metamaterials as antenna substrate to enhance gain / B.-I. Wu, W. Wang, J. Pacheco, X. Chen, T. M. Grzegorczyk, J. A. Kong // PIER. — 2005. — Vol. 51. — P. 295–328, DOI : http://dx.doi.org/10.2528/PIER04070701.

Near-field plane-wave-like beam emitting antenna fabricated by anisotropic metamaterial / Y. G. Ma, P. Wang, X. Chen, C. K. Ong // Appl. Phys. Lett. — 2009. — Vol. 94. — P. 044107. — DOI : http://dx.doi.org/10.1063/1.3077128.

Rectangular microstrip patch antenna with “pentagonal rings” shaped metamaterial cover / Bimal Garg, Nitin Agrawal, Vijay Sharma, Ankita Tomar, Prashant Dubey // Communication Systems and Network Technologies : Int. Conf. CSNT, 11–13 May 2012, Rajkot : proc. — IEEE, 2012. — P. 40–44. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/CSNT.2012.18.

A compact multi-split ring resonator loaded antenna / R. Pandeeswari, S. Raghavan, Pravin A Bagde, Ananda Kumar Chittipothul // Communications and Signal Processing : Int. Conf. ICCSP, 3–5 Apr. 2013, Melmaruvathur : proc. — IEEE, 2013. — P. 807–810. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/iccsp.2013.6577168.

Hybrid mode wideband patch antenna loaded with a planar metamaterial unit cell / Jaegeun Ha, Kyeol Kwon, Youngki Lee, Jaehoon Choi // IEEE Trans. on Antennas Propag. — Feb. 2012. — Vol. 60, No. 2. — P. 1143–1147. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2011.2173114.

A low-cost compact patch antenna with beam steering based on CSRR-loaded ground / Wenquan Cao, Yang Xiang, Bangning Zhang, Aijun Liu, Tongbin Yu, Daosheng Guo // IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. — 2011. — Vol. 10. — P. 1520–1523. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2011.2181316.

Attia H. Artificial magneto-superstrates for gain and efficiency improvement of microstrip antenna arrays / H. Attia, O. Siddiqui, O. M. Ramahi // Progress in Electromagnetics Research Symp., 5–8 Jul. 2010, Cambridge, USA : proc. — P. 878–881.

Palandoken M. Broadband microstrip antenna with left-handed metamaterials / Merih Palandoken, Andre Grede, Heino Henke // IEEE Trans. Antennas Propag. — Feb. 2009. — Vol. 57, No. 2. — P. 331–338. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2008.2011230.

Kaur P. Design of compact rectangular patch antenna using square grid and I shaped metamaterial / Preet Kaur, S. K. Aggarwal, Asok De // Signal Processing and Communication : Int. Conf. ICSC, 16–18 Mar. 2015, Noida : proc. — IEEE, 2015. — P. 132–135. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICSPCom.2015.7150634.

Blaha M. Planar resonators for metamaterials / Michal Blaha, Jan Machac // Radioengineering. — Sept. 2012. — Vol. 21, No. 3. — P. 852–859. — URL : http://www.radioeng.cz/fulltexts/2012/12_03_0852_0859.pdf.

Kaur P. Double H shaped metamaterial embedded compact RMPA / Preet Kaur, S. K. Aggarwal, Asok De // Advances in Computing, Communications and Informatics : Int. Conf. ICACCI, 24–27 Sept. 2014, New Delhi : proc. — IEEE, 2014. — P. 483–486. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICACCI.2014.6968492.

Pozar D. M. Microstrip Antennas: The Analysis and Design of Microstrip Antennas and Arrays / David M. Pozar, Daniel H. Schaubert. — NewYork : IEEE Press, 1995. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/9780470545270.

Nicolson A. M. Measurement of the intrinsic properties of materials by time-domain techniques / A. M. Nicolson, G. F. Ross // IEEE Trans. Instrum., Meas. — Nov. 1970. — Vol. 19, No. 4. — P. 377–382. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/tim.1970.4313932.

Weir W. B. Automatic measurement of complex dielectric constant and permeability at microwave frequencies / W. B. Weir // Proc. IEEE. — Jan. 1974. — Vol. 62, No. 1. — P. 33–36. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/PROC.1974.9382.

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-11-23

Як цитувати

Каур, П., Агарвал, С. К., & Де, А. (2016). Улучшение характеристик прямоугольной микрополосковой антенны с помощью двойного H-образного метаматериала. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 59(11), 29–36. https://doi.org/10.20535/S0021347016110030

Номер

Том 59 № 11 (2016)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 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.