Шестидиапазонная плоская щелевая антенна с круговой поляризацией для WLAN и беспроводной связи

Автор(и)

  • Решми Дхара Национальный технологический институт Сиккима, Індія http://orcid.org/0000-0002-9790-6858
  • Таракнатх Кунду Национальный технологический институт Сиккима, Індія
  • Махато Саной Национальный технологический институт Сиккима, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022010058

Ключові слова:

шестидиапазонная антенна, антенна с круговой поляризацией, несимметричная антенна, щелевая антенна

Анотація

В работе представлена конструкция миниатюризированной несимметричной шестидиапазонной антенны с круговой поляризацией для многоцелевого применения. Питание несимметричной антенны осуществляется при помощи микрополосковой линии за счет использования трех полосок, квадратного контура со щелями, содержащего квадратную плоскость заземления, и двух шлейфов со щелями, расположенных поперек диагонали квадратного контура. Оптимизация параметров конструкции антенны обеспечивает наличие четырех широких полос пропускания по входному сопротивлению IBW (impedance bandwidth). Измеренные полосы IBW при S11 < –10 дБ составили 4,04–6,61, 7,70–7,81, 10,36–18,93, и 19,57–20+ ГГц (выше 20 ГГц невозможно измерить IBW с помощью доступного VNA). При этом, значения моделированных полос IBW находятся в диапазоне 4,21–6,23, 8,55–8,85, 10,32–17,25 и 19,20–30+ ГГц. Моделированные значения ширины полос пропускания по коэффициенту эллиптичности составили 380, 205, 360, 553, 907 и 290 МГц при значениях центральной частоты fCP = 5,12, 10,78, 11,97, 14,63, 16,85 и 28,58 ГГц, соответственно. Результаты измерений совпадают с результатами моделирования, проведенного с помощью Ansys Electronics Desktop 2020R1 и CST Studio. Предложенная в работе компактная антенна изготовлена с оптимальными размерами 20×20×1,6 мм3, что позволило уменьшить их на 38,49% по сравнению с теоретически рассчитанными. Предложенная антенна может использоваться в WLAN приложениях и других устройствах беспроводной связи.

Посилання

T. Tuan Le, H. H. Tran, H. C. Park, “A simple penta-band circularly polarized CPW-fed monopole-patch antenna covering six commercial application bands,” Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 60, no. 3, pp. 773–778, 2018, doi: https://doi.org/10.1002/mop.31046.

S. Saxena, B. K. Kanaujia, S. Dwari, S. Kumar, R. Tiwari, “Compact microstrip antennas with very wide ARBW and triple circularly polarized bands,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 28, no. 1, p. e21162, 2018, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21162.

A. Kunwar, A. K. Gautam, B. K. Kanaujia, K. Rambabu, “Circularly polarized D-shaped slot antenna for wireless applications,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 29, no. 1, p. e21498, 2019, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21498.

T. T. Le, T.-Y. Yun, “A quad-band dual-sense circularly-polarized square-ring antenna for multi-functional wireless applications,” IEEE Access, vol. 7, pp. 149634–149640, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2947094.

O. P. Falade, M. Ur‐Rehman, X. Yang, G. A. Safdar, C. G. Parini, X. Chen, “Design of a compact multiband circularly polarized antenna for global navigation satellite systems and 5G/B5G applications,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 30, no. 6, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.22182.

R. Dhara, S. Yadav, M. M. Sharma, S. K. Jana, M. C. Govil, “A circularly polarized quad-band annular ring antenna with asymmetric ground plane using theory of characteristic modes,” Prog. Electromagn. Res. M, vol. 100, pp. 51–68, 2021, doi: https://doi.org/10.2528/PIERM20102006.

R. Xu, J. Li, J. Liu, S. Zhou, K. Wei, “Design of spiral slot‐based dual‐wideband dual‐sense CP antenna,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 13, no. 1, pp. 76–81, 2019, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2018.5372.

R. Xu, J.-Y. Li, J. Liu, S.-G. Zhou, K. Wei, Z.-J. Xing, “A simple design of compact dual-wideband square slot antenna with dual-sense circularly polarized radiation for WLAN/Wi-Fi communications,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 66, no. 9, pp. 4884–4889, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2851671.

X. Qing, Y. W. M. Chia, “A novel single-feed circular polarized slotted loop antenna,” in IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. 1999 Digest. Held in conjunction with: USNC/URSI National Radio Science Meeting (Cat. No.99CH37010), 1999, vol. 1, pp. 248–251, doi: https://doi.org/10.1109/APS.1999.789127.

K. C. Dimitrov, Y. Lee, B.-W. Min, J. Park, J. Jeong, H.-J. Kim, “Circularly polarized T-shaped slot waveguide array antenna for satellite communications,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 19, no. 2, pp. 317–321, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2961386.

W. Zaman, H. Ahmad, H. Mehmood, “A miniaturized meandered printed monopole antenna for triband applications,” Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 60, no. 5, pp. 1265–1271, 2018, doi: https://doi.org/10.1002/mop.31149.

B. Bag, P. Biswas, R. Mondal, S. Biswas, P. P. Sarkar, “Circularly polarized quad‐band monopole antenna of wireless communication system,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 29, no. 9, 2019, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21818.

S. W. Zhou, P. H. Li, Y. Wang, W. H. Feng, Z. Q. Liu, “A CPW-fed broadband circularly polarized regular-hexagonal slot antenna with L-shape monopole,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 10, pp. 1182–1185, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2011.2172570.

W.-T. Hsieh, T.-H. Chang, J.-F. Kiang, “Dual-band circularly polarized cavity-backed annular slot antenna for GPS receiver,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 60, no. 4, pp. 2076–2080, 2012, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2186229.

Р. Дхара, С. К. Яна, М. Митра, “Трехдиапазонная несимметричная антенна с круговой поляризацией для беспроводной связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 4, pp. 248–260, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020040044.

Р. Дхара, “Четырехдиапазонная G-образная печатная антенна с круговой поляризацией и квадратной щелью,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 7, pp. 448–460, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020070055.

R. Dhara, M. Mitra, “A triple-band circularly polarized annular ring antenna with asymmetric ground plane for wireless applications,” Eng. Reports, vol. 2, no. 4, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/eng2.12150.

R. Dhara, “A compact dual band dual polarized monopole antenna with enhanced bandwidth for C, X, and Ku band applications,” Prog. Electromagn. Res. Lett., vol. 96, pp. 65–72, 2021, doi: https://doi.org/10.2528/PIERL20121903.

J. Yu, W.-J. Lu, Y. Cheng, L. Zhu, “Tilted circularly polarized beam microstrip antenna with miniaturized circular sector patch under wideband dual-mode resonance,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 68, no. 9, pp. 6580–6590, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2020.2990150.

Топология разработанной антенны и ее изготовленный прототип

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-01-20 — Оновлено 2022-01-20

Як цитувати

Дхара, Р., Кунду, Т., & Саной, М. (2022). Шестидиапазонная плоская щелевая антенна с круговой поляризацией для WLAN и беспроводной связи. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(1), 55–68. https://doi.org/10.20535/S0021347022010058

Номер

Том 65 № 1 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

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.