Розробка та аналіз гнучкої компактної антени інтегрованої з AMC-рефлектором для систем автомобільного зв’язку

Автор(и)

  • Аніл Бабу Бадіса Технологічний інститут GMR, Індія https://orcid.org/0000-0002-7248-3406
  • Боддапаті T. П. Мадхав Універститет Конеру Лакшмайя, Індія https://orcid.org/0000-0002-6893-6978
  • Кантамнені Срілатха Універститет Конеру Лакшмайя, Індія https://orcid.org/0000-0003-1490-4759
  • Амруха В. Чілларіге Універститет Конеру Лакшмайя, Індія
  • Вініл Баттула Універститет Конеру Лакшмайя, Індія
  • Чандіні В. Л. Гарімелла Універститет Конеру Лакшмайя, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022090059

Ключові слова:

AMC-рефлектор, штучний магнітний провідник, компактний, гнучкий, SRR, роздільний кільцевий резонатор, транспортний зв’язок

Анотація

В роботі представлено гнучку, компактну, напівпрозору монопольну антену, інтегровану з AMC-рефлектором 2×2, призначену для систем автомобільного зв’язку. Перевернуті F-подібні та L-подібні шлейфи з’єднані з випромінювачем симетрично та наявність щілей у заземленні забезпечують роботу антени в діапазоні 5,85 ГГц. Антена розроблена з використанням гнучкої поліімідної підкладки (εr = 3,5, tgδ = 0,025) з розмірами 14×14×0,5 мм3. Елементарна комірка AMC-рефлектора розроблена з використанням підкладки з ПДМС (полідиметилсилоксан) (εr = 2,66, tgδ = 0,023) з розмірами 8×8×1 мм3. Коміркова структура AMC-рефлектора складається з резонатора з роздільним кільцем SRR (split ring resonator) і прямокутного кільця з суцільною смужкою заземлення, резонансна частота якого дорівнює 5,85 ГГц. Поверхня 2×2 AMC-рефлектора інтегрована до розробленої антени і знаходиться на відстані 9 мм до неї, що забезпечує приріст коефіцієнту підсилення від 1,73 до 4,56 дБі. Смуга пропускання коефіцієнта відбиття S11 антени з вбудованим AMC-рефлектором становить 0,52 ГГц, тоді як смуга пропускання окремої антени становить 0,44 ГГц. Гнучкість, компактність і отримані показники випромінювання роблять запропоновану структуру антени підходящою для застосування в системах зв’язку в транспортних засобах.

Посилання

S. K. Bhoi, P. M. Khilar, “Vehicular communication: a survey,” IET Networks, vol. 3, no. 3, pp. 204–217, 2014, doi: https://doi.org/10.1049/iet-net.2013.0065.

L. Zhao et al., “Vehicular communications: Standardization and open issues,” IEEE Commun. Stand. Mag., vol. 2, no. 4, pp. 74–80, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/MCOMSTD.2018.1800027.

M. Fallahpour, R. Zoughi, “Antenna miniaturization techniques: A review of topology- and material-based methods,” IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 60, no. 1, pp. 38–50, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/MAP.2017.2774138.

M. El Gharbi, R. Fernández-García, S. Ahyoud, I. Gil, “A review of flexible wearable antenna sensors: Design, fabrication methods, and applications,” Materials, vol. 13, no. 17, p. 3781, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/ma13173781.

J. P. Gianvittorio, Y. Rahmat-Samii, “Fractal antennas: A novel antenna miniaturization technique, and applications,” IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 44, no. 1, pp. 20–36, 2002, doi: https://doi.org/10.1109/74.997888.

B. T. P. Madhav, T. Anilkumar, S. K. Kotamraju, “Transparent and conformal wheel-shaped fractal antenna for vehicular communication applications,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 91, pp. 1–10, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2018.04.028.

C. A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design. New Jersey: Wiley, 2016, uri: https://www.wiley.com/en-us/Antenna+Theory%3A+Analysis+and+Design%2C+4th+Edition-p-9781118642061.

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.

S. Lee, M. Choo, S. Jung, W. Hong, “Optically transparent nano-patterned antennas: A review and future directions,” Appl. Sci., vol. 8, no. 6, p. 901, 2018, doi: https://doi.org/10.3390/app8060901.

R. Dewan et al., “Artificial magnetic conductor for various antenna applications: An overview,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 27, no. 6, p. e21105, 2017, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21105.

P. Kumar, T. Ali, M. M. M. Pai, “Electromagnetic metamaterials: A new paradigm of antenna design,” IEEE Access, vol. 9, pp. 18722–18751, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3053100.

M. Alibakhshikenari et al., “A comprehensive survey of ‘Metamaterial transmission-line based antennas: Design, challenges, and applications,’” IEEE Access, vol. 8, pp. 144778–144808, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3013698.

F. Ez-Zaki, H. Belahrach, A. Ghammaz, “Broadband microstrip antennas with Cantor set fractal slots for vehicular communications,” Int. J. Microw. Wirel. Technol., vol. 13, no. 3, pp. 295–308, 2021, doi: https://doi.org/10.1017/S1759078720000719.

A. Alemaryeen, S. Noghanian, “On-body low-profile textile antenna with artificial magnetic conductor,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 67, no. 6, pp. 3649–3656, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2019.2902632.

M. N. Ramli, P. J. Soh, M. F. Jamlos, H. Lago, N. M. Aziz, A. A. Al-Hadi, “Dual-band wearable fluidic antenna with metasurface embedded in a PDMS substrate,” Appl. Phys. A, vol. 123, no. 2, p. 149, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/s00339-017-0754-3.

S. Yan, P. J. Soh, G. A. E. Vandenbosch, “Low-profile dual-band textile antenna with artificial magnetic conductor plane,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 62, no. 12, pp. 6487–6490, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2359194.

T. Ijiguchi et al., “Circularly polarized one-sided directional slot antenna with reflector metal for 5.8-GHz DSRC operations,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 13, pp. 778–781, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2314962.

N. Rasool, H. Kama, M. Abdul Basit, M. Abdullah, “A low profile high gain ultra lightweight circularly polarized annular ring slot antenna for airborne and airship applications,” IEEE Access, vol. 7, pp. 155048–155056, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2949683.

A. Liu, Y. Lu, L. Huang, “Low‐profile patch antennas with enhanced horizontal omnidirectional gain for DSRC applications,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 12, no. 2, pp. 246–253, 2018, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2017.0845.

Поверхневий розподіл хвилі для антени за АМС-підкладкою

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-26 — Оновлено 2022-08-26

Як цитувати

Бадіса, А. Б., Мадхав Б. T. П., Срілатха, К., Чілларіге, А. В., Баттула, В., & Гарімелла, Ч. В. Л. (2022). Розробка та аналіз гнучкої компактної антени інтегрованої з AMC-рефлектором для систем автомобільного зв’язку. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(8), 486–495. https://doi.org/10.20535/S0021347022090059

Номер

Том 65 № 8 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 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.