Исследование Т-образной компактной диэлектрической резонаторной антенны для широкополосного применения

Автор(и)

  • Моника Чаухан Индийский институт информационных технологий, дизайна и производства, Джабалпур, Індія https://orcid.org/0000-0002-0106-1185
  • Бисваджит Мукерджиe Индийский институт информационных технологий, дизайна и производства, Джабалпур, Індія https://orcid.org/0000-0001-7213-0427

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019110050

Ключові слова:

усиление, зонд, прямоугольная диэлектрическая резонаторная антенна, многослойность, широкая полоса частот

Анотація

В статье предложена новая T-образная компактная диэлектрическая резонаторная антенна DRA (Dielectric Resonator Antenna) для широкополосного применения. Предлагаемая антенна охватывает С- и Х-диапазоны. При проектировании предлагаемой антенны для улучшения характеристик антенны использованы два различных способа, а именно частичная заземляющая плоскость и многослойные элементы. Наблюдается, что воздушный зазор между двумя диэлектрическими материалами, уложенными вместе в DRA, увеличивает ширину полосы антенны. Полоса пропускания по согласованию составляет 84%, что охватывает диапазон от 4,18 до 10,27 ГГц (6,09 ГГц) при |S11| < –10 дБ. Анализ распределения полей показывает, что мода TEz11δ существует на частоте 5,66 ГГц, а мода TEz12δ — на частоте 9,76 ГГц, когда она возбуждается при подаче центрального зонда в направлении z. Максимальное усиление, достигаемое в диапазоне частот, составило 4,72 и 4,3 дБи на 5,77 и 9,76 ГГц. Максимальный КПД излучения составил 95% на 5,66 ГГц. Предложенная антенна моделировалась в программах CST и HFSS, а результаты моделирования подтверждены путем сравнения с результатами эксперимента на тестовом образце.

Посилання

Каур, Прит; Агарвал, С. К.; Де, Асок. “Улучшение характеристик прямоугольной микрополосковой антенны с помощью двойного H-образного метаматериала,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 11, С. 29-36, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016110030.

Petosa, A. Dielectric Resonator Antenna Handbook.Norwood: Artech House Pub., 2007.

Luk, K.-M.; Leung, K.-W. Dielectric Resonator Antennas. Research Studies Press Ltd, 2003.

Mongia, R. K.; Ittibipoon, A.; Cuhaci, M. “Low profile dielectric resonator antennas using a very high permittivity material,” Electron. Lett., Vol. 30, No. 17, p. 1362-1363, 1994. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19940924.

Makwana, G. D.; Vinoy, K. J. “Design of a compact rectangular dielectric resonator antenna at 2.4 GHz,” PIER C, Vol. 11, p. 69-79, 2009. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERC09070903.

Chair, R.; Kishk, A. A.; Lee, K. F. “Experimental investigation for wideband perforated dielectric resonator antenna,” Electron. Lett., Vol. 42, No. 3, p. 137-139, 2006. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20063987.

Rocha, H. H. B.; Freire, F. N. A.; Sohn, R. S. T. M.; Da Silva, M. G.; Santos, M. R. P.; Junqueira, C. C. M.; Cordaro, T.; Sombra, A. S. B. “Bandwidth enhancement of stacked dielectric resonator antennas excited by a coaxial probe: an experimental and numerical investigation,” IET Microwaves, Antennas Propag., Vol. 2, No. 6, p. 580-587, Sept. 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map:20070292.

Zhang, L.-N.; Zhong, S.-S.; Xu, S.-Q. “Broadband U-shaped dielectric resonator antenna with elliptical patch feed,” Electron. Lett., Vol. 44, No. 16, p. 947-949, 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20081253.

Mukherjee, B.; Patel, P.; Mukherjee, J. “Hemispherical dielectric resonator antenna based on Apollonian gasket of circles—A fractal approach,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 62, No. 1, p. 40-47, Jan. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2013.2287011.

Ghosal, R.; Gupta, B. “Design of dual wide band dielectric resonator antenna using Sierpienski fractal geometry,” Proc. of 18th Mediterranean Microwave Symp., MMS, 31 Oct.-2 Nov. 2018, Istanbul, Turkey. IEEE, 2018, pp. 75-78. DOI: https://doi.org/10.1109/MMS.2018.8611973.

Pan, Y. M.; Zheng, S. Y. “A low-profile stacked dielectric resonator antenna with high-gain and wide bandwidth,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 15, p. 68-71, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2429686.

Patel, P.; Mukherjee, B.; Mukherjee, J. “A compact wideband rectangular dielectric resonator antenna using perforations and edge grounding,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 14, p. 490-493, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2369533.

Gao, Y.; Feng, Z.; Zhang, L. “Compact asymmetrical T-shaped dielectric resonator antenna for broadband applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 60, No. 3, p. 1611-1615, Mar. 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2011.2180335.

Liang, X.-L.; Denidni, T. A. “Cross-T-shaped dielectric resonator antenna for wideband applications,” Electron. Lett., Vol. 44, No. 20, p. 1176-1177, 2008. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20081900.

Abushakra, F.; Al-Zoubi, A. “Wideband vertical T-shaped dielectric resonator antennas fed by coaxial probe,” Jordan J. Electrical Engineering, Vol. 3, No. 4, p. 250-258, 2017. URI: http://www.ttu.edu.jo/jjee/index.php/jjee-vol-3.html.

Qian, Y.-H.; Chu, Q.-X. “A broadband hybrid monopole-dielectric resonator water antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 16, p. 360-363, 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2016.2577049.

Zou, M.; Pan, J. “Wide dual-band circularly polarized stacked rectangular dielectric resonator antenna,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 15, p. 1140-1143, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2496361.

Chauhan, M.; Mukherjee, B. “High gain fractal cylindrical dielectric resonator antenna for UWB application,” Proc. of IEEE Radio and Antenna Days of the Indian Ocean, RADIO, 15-18 Oct. 2018, Grand Port, Mauritius. IEEE, 2018. DOI: https://doi.org/10.23919/RADIO.2018.8572414.

Trivedi, K.; Pujara, D. “Design and development of ultrawideband hybrid T-shaped dielectric resonator antenna,” Proc. of 2016 IEEE Annual India Conf., 16-18 Dec. 2016, Bangalore, India. IEEE, 2016, pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/INDICON.2016.7839122.

Gupta, R. D.; Parihar, M. S. “Investigation of an asymmetrical E-shaped dielectric resonator antenna with wideband characteristics,” IET Microwaves, Antennas Propag., Vol. 10, No. 12, p. 1292-1297, 2016. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-map.2016.0167.

Сорен, Дипали; Гхатак, Роудра; Мишра, Р. К.; Поддар, Д. Р. “Прямоугольная диэлектрическая резонансная антенна в форме ковра Серпинского с использованием тефлона для X-диапазона,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 12, С. 717-726, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018120051.

Petosa, A.; Simons, N.; Siushansian, R.; Ittipiboon, A.; Cuhaci, M. “Design and analysis of multisegment dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 48, No. 5, p. 738-742, 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/8.855492.

Mongia, R. K.; Ittipiboon, A. “Theoretical and experimental investigations on rectangular dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 45, No. 9, p. 1348-1356, 1997. DOI: https://doi.org/10.1109/8.623123.

Bit-Babik, G.; Di Nallo, C.; Faraone, A. “Multimode dielectric resonator antenna of very high permittivity,” Proc. of IEEE Antennas Propag. Soc. Symp., 20-25 Jun. 2004, Monterey, USA. IEEE, 2004, Vol. 2, p. 1383-1386. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2004.1330444.

Reddy, G. Shrikanth; Mishra, S. K.; Kharche, S. U.; Mukherjee, J. “High gain and low cross-polar compact printed elliptical monopole UWB antenna loaded with partial ground and parasitic patches,” PIER B, Vol. 43, p. 151-167, 2012. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERB12070206.

Van Bladel, J. “On the resonances of a dielectric resonator of very high permittivity,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 23, No. 2, p. 199-208, Feb. 1975. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128528.

Van Bladel, J. “The excitation of dielectric resonators of very high permittivity,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 23, No. 2, p. 208-217, Feb. 1975. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128529.

Chauhan, M.; Pandey, A. K.; Mukherjee, B. “A novel cylindrical dielectric resonator antenna based on Fibonacci series approach,” Microwave Opt. Technol. Lett., Vol. 61, No. 10, p. 2268-2274, Oct. 2019. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.31887.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-25

Як цитувати

Чаухан, М., & Мукерджиe Б. (2019). Исследование Т-образной компактной диэлектрической резонаторной антенны для широкополосного применения. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(11), 698–707. https://doi.org/10.20535/S0021347019110050

Номер

Том 62 № 11 (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.