Широкополосная зеркальная Z- и L-образная унипланарная трехдиапазонная антенна с ACS-фидером для WLAN применений

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019020043

Ключові слова:

компактная антенна, трехдиапазонная антенна, антенна с ACS-фидером, монопольная антенна, многодиапазонная антенна

Анотація

В работе предложена зеркальная Z- и L-образная печатная унипланарная антенна, разработанная для трехдиапазонного применения. Разработанная геометрия реализует простые излучающие полоски с 50 Ом асимметричной копланарной полосковой ACS (Asymmetric Coplanar Strip) питающей линией и прямоугольной заземляющей плоскостью. Эта антенна имеет компактные размеры 16×24 мм, включая заземляющую плоскость, которая имеет размер 0,18×0,34λ на частоте 2,3 ГГц в свободном пространстве. Результаты моделирования, полученные с помощью пакета CST Microwave Studio, сравнивались с результатами измерений печатной унипланарной антенны при помощи векторного анализатора PNA N5222A, в результате чего достигнуто хорошее совпадение результатов. Ширина полосы рабочих частот при коэффициенте отражения –10 дБ составила приблизительно 230 МГц в диапазоне 2,27–2,5 ГГц, 200 МГц в диапазоне 3,65–3,85 ГГц и 1700 МГц в диапазоне 5,2–6,9 ГГц. Предложенная унипланарная антенна имеет не только компактные размеры, но и широкие полосы рабочих частот, позволяющие работать в сетях LTE (Long Term Evolution), беспроводных широкополосных сетях WiBro (Wireless Broadband), сетях WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), беспроводных локальных сетях WLAN (Wireless Local Area Network) и системах диапазона ISM (Industrial Scientific and Medical radio band).

Посилання

Deepu, V.; Rohith, K. Raj; Manoj, Joseph; Suma, M. N.; Mohanan, P. “Compact asymmetric coplanar strip fed monopole antenna for multiband applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 55, No. 8, p. 2351-2357, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/tap.2007.901847.

Naidu, P. V. “Printed V-shape ACS-fed compact dual band antenna for bluetooth, LTE and WLAN/WiMAX applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 4, p. 1005-1015, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-016-2939-7.

Li, B.; Yan, Z.-H.; Zhang, T.-L. “Triple-band slot antenna with U-shaped open stub fed by asymmetric coplanar strip for WLAN/WiMAX applications,” PIER Lett., Vol. 37, p. 123-131, 2013. DOI: https://doi.org/10.2528/pierl12122601.

Lin, C.-P.; Chang, C.-H.; Jou, C. F. “Compact quad band monopole antenna,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 53, No. 6, p. 1272-1276, 2011. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.25994.

Ren, W.; Hu, S.-W.; Jiang, C. “An ACS-fed F-shaped monopole antenna for GPS/WLAN/WiMAX applications,” Int. J. Microwave Wireless Technologies, Vol. 9, No. 5, p. 1123-1129, 2017. DOI: https://doi.org/10.1017/s1759078716001173.

Saad, Ayman Ayd R.; Ibrahim, Ahmed A.; Haraz, Osama M.; Elboushi, Ayman. “Tri-band compact ACS-fed meander-line antenna for wireless communications,” Int. J. Microwave Wireless Technol., Vol. 9, No. 9, p. 1895-1903, 2017. DOI: https://doi.org/10.1017/s1759078717000745.

Kang, L.; Wang, H.; Wang, X. H.; Shi, X. “Compact ACS-fed monopole antenna with rectangular SRRs for tri-band operation,” Electron. Lett., Vol. 50, No. 16, p. 1112-1114, 2014. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2014.1771.

Li, X.; Shi, X.-W.; Hu, W.; Fei, P.; Yu, J.-F. “Compact triband ACS-fed monopole antenna employing open-ended slots for wireless communication,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 12, p. 388-391, 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/lawp.2013.2252414.

Ren, W.; Jiang, C.; Hu, S.-W. “An asymmetric coplanar strip-fed 7-shaped monopole antenna for miniaturized communication systems,” Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 58, No. 7, p. 1566-1572, 2016. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.29858.

Song, Yue; Jiao, Yong Chang; Wang, Xiao Ming; Weng, Zi Bin; Zhang, Fu Shun. “Compact coplanar slot antenna fed by asymmetric coplanar strip for 2.4/5 GHz WLAN operations,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 50, No. 12, p. 3080-3083, 2008. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.23882.

Deepu, V.; Sujith, R.; Mridula, S.; Aanandan, C. K.; Vasudevan, K.; Mohanan, P. “ACS fed printed F-shaped uniplanar antenna for dual band WLAN applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 51, No. 8, p. 1852-1856, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.24486.

Ren, X.-S.; Yin, Y.-Z.; Hu, W.; Wei, Y.-Q. “Compact tri-band rectangular ring patch antenna with asymmetrical strips for WLAN/WiMAX applications,” J. Electromagnetic Waves Applications, Vol. 24, No. 13, p. 1829-1838, 2010. DOI: https://doi.org/10.1163/156939310792486548.

Naidu, P. V.; Malhotra, A. “A small ACS-fed tri-band antenna employing C and L shaped radiating branches for LTE/WLAN/WiMAX/ITU wireless communication applications,” Analog Integr. Circ. Sig. Process., Vol. 85, No. 3, p. 489-496, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10470-015-0637-5.

Ashkarali, P.; Sreenath, S.; Sujith, R.; Dinesh, R.; Krishna, D. D.; Aanandan, C. K. “A compact asymmetric coplanar strip fed dual-band antenna for DCS/WLAN applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 54, No. 4, p. 1087-1089, 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.26731.

Kumar, A.; Naidu, P. V. “A compact O-shaped printed ACS fed monopole dual-band antenna for 2.4GHz Bluetooth and 5GHz WLAN/WiMAX applications,” Proc. of 2016 Progress in Electromagnetic Research Symp., 8-11 Aug. 2016, Shanghai, China. IEEE, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/piers.2016.7734856.

Kumar, R.; Naidu, V. P.; Kamble, V. “A compact asymmetric slot dual band antenna fed by CPW for PCS and UWB applications,” Int. J. RF Microwave Computer-Aided Engineering, Vol. 25, No. 3, p. 243-254, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/mmce.20855.

Wu, Y.-J.; Sun, B.-H.; Li, J.-F.; Liu, Q.-Z. “Triple-band omni-directional antenna for WLAN application,” PIER, Vol. 76, p. 477-484, 2007. DOI: https://doi.org/10.2528/pier07080601.

Hua, M. J.; Wang, P.; Zheng, Y.; Yuan, S. L. “Compact tri-band CPW-fed antenna for WLAN/WiMAX applications,” Electron. Lett., Vol. 49, No. 18, p. 1118-1119, 2013. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2013.1669.

Cui, Y.-Y.; Sun, Y.-Q.; Yang, H.-C.; Ruan, C.-L. “A new triple-band CPW-fed monopole antenna for WLAN and WiMAX applications,” PIER M, Vol. 2, p. 141-151, 2008. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERM08041004.

Zhao, G.; Zhang, F.-S.; Song, Y.; Weng, Z.-B.; Jiao, Y.-C. “Compact ring monopole antenna with double meander lines for 2.4/5 GHz dual-band operation,” PIER, Vol. 72, p. 187-194, 2007. DOI: https://doi.org/10.2528/pier07031405.

Thomas, K. G.; Sreenivasan, M. “Compact triple band antenna for WLAN/WiMAX applications,” Electron. Lett., Vol. 45, No. 16, p. 811-813, 2009. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2009.1658.

Wei, C.-Y.; Liu, J.-C.; Hung, T.-F.; Bor, S.-S.; Chen, C. C. “A compact size and small frequency ratio CPW-fed circular slot antenna for GPS/WLAN dual-band and circular polarizations,” PIER C, Vol. 22, p. 1-9, 2011. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERC11050410.

Li, D.; Zhang, F.-S.; Zhao, Z.-N.; Ma, L.-T.; Li, X. N. “A compact CPW-fed Koch snowflake fractal antenna for WLAN/WiMAX applications,” PIER C, Vol. 28, p. 143-153, 2012. DOI: https://doi.org/10.2528/pierc12022106.

Lee, J. N.; Kim, Ji H.; Park, Jong K.; Kim, Jin S. “Design of dual-band antenna with U-shaped open stub for WLAN/UWB applications,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 51, No. 2, p. 284-289, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.24033.

Kumar, A.; Naidu, P. V.; Kumar, V.; Ramasamy, A. K. “Design & development of compact uniplanar semi-hexagonal ACS fed multi-band antenna for portable system application,” PIER M, Vol. 60, p. 157-167, 2017. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERM17080302.

Kumar, A.; Naidu, P. V.; Kumar, V. “A compact uniplanar ACS fed multi band low cost printed antenna for modern 2.4/3.5/5 GHz applications,” Microsyst. Technol., Vol. 24, No. 3, p. 1413, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s00542-017-3556-9.

Naidu, P. V.; Kumar, A. “Design and development of triple band ACS fed antenna with M and rectangular shaped radiating branches for 2.45/5 GHz wireless applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 12, p. 5841-5848, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-017-3430-9.

Naidu, P. V.; Kumar, A. “A novel ACS fed multi band antenna loaded with mirrored S and L shaped strips for advanced portable wireless communication applications,” Microsyst. Technol., Vol. 23, No. 10, p. 4775-4783, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-017-3313-0.

Найду, П. В.; Кумар, А. “Двухдиапазонная e-образная унипланарная печатная антенна с ACS питанием для современных приложений беспроводной связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 3, С. 119-128, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018030019.

Naidu, P. V.; Malhotra, A. “Design & analysis of miniaturized asymmetric coplanar strip fed antenna for multi-band WLAN/WiMAX applications,” PIER C, Vol. 57, p. 159-171, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/pierc15042302.

Naidu, P. V.; Malhotra, A.; Kumar, R. “A compact ACS-fed dual-band monopole antenna for LTE, WLAN/WiMAX and public safety applications,” Microsyst. Technol., Vol. 22, No. 5, p. 1021-1028, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-015-2562-z.

Naidu, P. V.; Kumar, R. “A very small asymmetric coplanar strip fed multi-band antenna for wireless communication applications,” Microsyst. Technol., Vol. 22, No. 9, p. 2193-2200, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00542-015-2613-5.

Naidu, P. V.; Kumar, R. “Design of a compact ACS-fed dual band antenna for Bluetooth/WLAN and WiMAX applications,” PIER C, Vol. 55, p. 63-72, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/pierc14101803.

Давар, П.; Де, Асок; Рагхава, Н. С. “Сверхширокополосная патч-антенна направленного действия с использованием S-образного метаматериала,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 9, С. 508–521, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018090029.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-02-28

Як цитувати

Найду, П. В., & Кумар, А. (2019). Широкополосная зеркальная Z- и L-образная унипланарная трехдиапазонная антенна с ACS-фидером для WLAN применений. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(2), 109–120. https://doi.org/10.20535/S0021347019020043

Номер

Том 62 № 2 (2019)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 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.