Планарная сверхширокополосная антенна с двумя частотами режекции на основе наклоненных эллиптических разомкнутых кольцевых резонаторов

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019030038

Ключові слова:

планарная антенна, сверхширокополосный, полоса режекции, групповая задержка, разомкнутый кольцевой резонатор

Анотація

В статье рассмотрен эллиптический разомкнутый кольцевой резонатор ESRR (elliptical split ring resonator), нагруженный на сверхширокополосную UWB (ultra wideband) монопольную полосковую антенну PMA (printed monopole antenna) с копланарным подводом питания, с двумя частотами режекции 5,2 и 6,9 ГГц, для подавления сигналов беспроводных устройств WLAN и C-диапазона соответственно. Антенна изготовлена на диэлектрической подложке из дюроида толщиной 1,6 мм с εr = 2,2. Используются два ESRR-резонатора с разными размерами для создания характеристики с двумя частотами режекции. Детали предлагаемой антенны представлены вместе с результатами моделирования. Исследовано влияние размеров и положения колец ESRR. Также изучено влияние вращения ESRR на частоту режекции. Диаграммы направленности смоделированы с помощью HFSS и можно наблюдать всенаправленную диаграмму направленности в H-плоскости. В сверхширокополосном частотном диапазоне групповая задержка практически постоянна, за исключением резких искажений на частотах режекции. Предложенная антенна является хорошим решением для современных сверхширокополосных систем. Для моделирования предлагаемых структур с использованием HFSS и CST использовались методы конечных элементов (FEM) и конечных итераций (FIT). Получено хорошее соответствие между двумя результатами.

Посилання

FCC, First Report and Order 02-48. Feb. 2002.

Oppermann, I.; Hamalainen, M.; Iinatti, J. UWB Theory and Applications. John Wiley & Sons, Ltd, 2004.

Wentzloff, D. D.; Blazquez, R.; Lee, F. S.; Ginsburg, B. P.; Powell, J.; Chandrakasan, A. P. “System design consideration for ultra-wideband communication,” IEEE Commun. Mag., Vol. 43, No. 8, p. 114-121, Aug. 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/MCOM.2005.1497561.

Ray, K. P.; Kumar, G.; Anob, P. “Wideband circular wire mesh and annular ring monopole antennas,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 48, No. 12, p. 2459-2461, 2006. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.21977.

Schantz, H. G. “Planar elliptical element ultra-wideband dipole antennas,” IEEE Antennas and Propagation Society Int. Symp., 16-21 Jun. 2002, San Antonio, USA. IEEE, 2002, Vol. 3, p. 44. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2002.1018152.

Ray, K. P. “Design aspects of printed monopole antennas for ultra-wide band applications,” Int. J. Antennas Propag., Vol. 2008, ID 713858, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2008/713858.

Sun, X.-B.; Cao, M.-Y.; Guo, Y.-J.; Hao, J.-J. “A planar circular disc monopole with improved bandwidth,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 54, No. 3, p. 593-595, 2012. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.26595.

Тхирипурасундари, Д.; Эммануел, Д. С. “Питаемая копланарным волноводом щелевая антенна с настраиваемой полосой заграждения для ультраширокополосных систем,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 56, № 6, С. 19–27, 2013. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347013060022.

Hamad, E. K. I.; Mahmoud, N. “Compact tri-band notched characteristics UWB antenna for WiMAX, WLAN and X-band applications,” Advanced Electromagnetics, Vol. 6, No. 2, May 2017. DOI: https://doi.org/10.7716/aem.v6i2.465.

Awida, M.; Boutejdar, A.; Safwat, A.; El-Hennawy, H.; Omar, A. “Multi-bandpass filters using multi-armed open loop resonators with direct feed,” IEEE/MTT-S Int. Microwave Symp., 3-8 Jun. 2007, Honolulu, USA. IEEE, 2007, pp. 913-916. DOI: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2007.380129.

Кумар, А.; Сингх, М. К. “Планарная микрополосковая СШП антенна с Т-образной щелью с провалом в полосе пропускания,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 8, С. 476–484, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018080058.

Zhang, Y.; Hong, W.; Yu, C.; Kuai, Z.-Q.; Don, Y.-D.; Zhou, J.-Y. “Planar ultrawideband antennas with multiple notched bands based on etched slots on the patch and/or split ring resonators on the feed line,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 56, No. 9, p. 3063-3068, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2008.928815.

Neyestanak, A. A. L.; Kalteh, A. A. “Band-notched elliptical slot UWB microstrip antenna with elliptical stub filled by the H-shaped slot,” J. Electromagn. Waves Appl., Vol. 22, No. 14-15, p. 1993-2002, 2008. DOI: https://doi.org/10.1163/156939308787537973.

Yazdi, M.; Komjani, N. “A compact band-notched UWB planar monopole antenna with parasitic elements,” PIER Lett., Vol. 24, p. 129-138, 2011. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERL11043002.

Liao, X.-J.; Yang, H.-C.; Han, N.; Li, Y. “UWB antenna with dual narrow band notches for lower and upper WLAN bands,” Electronics Lett., Vol. 46, No. 24, p. 1593-1594, 2010. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2010.1943.

Li, L.; Zhou, Z.-L.; Hong, J.-S.; Wang, B.-Z. “Compact dual-band-notched UWB planar monopole antenna with modified SRR,” Electronics Lett., Vol. 47, No. 17, p. 950-951, 2011. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2011.1874.

Jiang, D.; Xu, Y.; Xu, R.; Lin, W. “Compact dual-band-notched UWB planar monopole antenna with modified CSRR,” Electron. Lett., Vol. 48, No. 20, p. 1250-1252, Sep. 2012. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2012.2489.

Jiang, W.; Che, W. “A novel UWB antenna with dual notched bands for WiMAX and WLAN applications,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 11, p. 293-296, 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2012.2190490.

Tang, M.-C.; Xiao, S.; Deng, T.; Wang, D.; Guan, J.; Wang, B.; Ge, G.-D. “Compact UWB antenna with multiple band-notches for WiMAX and WLAN,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 59, No. 4, p. 1372-1376, Apr. 2011. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2011.2109684.

Peng, Lin; Ruan, Cheng-Li. “UWB band-notched monopole antenna design using electromagnetic-bandgap structures,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 59, No. 4, p. 1074-1081, 2011. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2011.2114090.

Siddiqui, J. Y.; Saha, C.; Antar, Y. M. M. “Compact SRR loaded UWB circular monopole antenna with frequency notch characteristics,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 62, No. 8, p. 4015-4020, 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2327124.

Siddiqui, J. Y.; Saha, C.; Antar, Y. M. M. “Compact dual-SRR-loaded UWB monopole antenna with dual frequency and wideband notch characteristics,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 14, p. 100-103, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2356135.

Saha, Chinmoy; Siddiqui, Jawad Y.; Antar, Y. M. M. “Multilayered stacked square SRR coupled UWB monopole antenna with dual notch function,” Proc. of IEEE Antennas and Propagation Society Int. Symp., 6-11 Jul 2014, Memphis, USA. IEEE, 2014, pp. 787-788. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2014.6904723.

Nitas, M.; Passia, M.-T.; Yioultsis, T. V. “Analysis and design of a CSRR-based fully planar substrate-integrated waveguide for millimeter-wave circuits and antennas,” Proc. of 11th European Conf. on Antennas and Propagation, EUCAP, 19-24 Mar 2017, Paris, France. IEEE, 2017, pp. 3501-3505. DOI: https://doi.org/10.23919/EuCAP.2017.7928832.

Nordin, M. A. W.; Islam, M. T.; Misran, N. “Design of a compact ultra wideband metamaterial antenna based on the modified split-ring resonator and capacitively loaded strips unit cell,” PIER, Vol. 136, p. 157-173, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/PIER12100708.

Elkorany, A. S.; Ahmed, Ghidaa T.; Elhalafawy, Said M.; Saleeb, Demyana A. “New dual band notched UWB monopole antenna using two HSRRs,” Wireless Commun., Vol. 9, No. 6, p. 129-132, 2017. URI: http://www.ciitresearch.org/dl/index.php/wc/article/view/WC072017005.

Elkorany, A. S.; Ahmed, Ghidaa T.; Saleeb, Demyana A.; Mohamed, Hesham A. “Tunable elliptical split ring resonator using single varactor diode,” Advanced Electromagnetics, Vol. 7, No. 1, p. 7-12, 2018. DOI: https://doi.org/10.7716/aem.v7i1.580.

http://www.ansys.com/Products/Electronics/ANSYS-HFSS.

https://www.cst.com/products/cstmws.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-03-28

Як цитувати

Ахмед, Г. Т., Елкорани, А. С., & Салиб, Д. А. (2019). Планарная сверхширокополосная антенна с двумя частотами режекции на основе наклоненных эллиптических разомкнутых кольцевых резонаторов. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(3), 147–157. https://doi.org/10.20535/S0021347019030038

Номер

Том 62 № 3 (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.