Патч-антени на основі мікро QR-кодів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134702307004X

Ключові слова:

амплітудно-частотна характеристика, Ansys HFSS, метаматеріал, мікро QR, патч-антена, джерело живлення, зворотні втрати, коефіцієнт стоячої хвилі за напругою, КСХН, SRR, розрізний кільцевий резонатор

Анотація

У статті запропоновано новий тип широкосмугових патч-антен на основі мікро QR-кодів з інтегрованою метаматеріальною коміркою в якості маркера. У цьому дослідженні розглянуто кілька варіантів конструкції, які отримані шляхом зміни параметрів метаматеріальної комірки. Для їх аналізу використано методи чисельного моделювання програми Ansys EM Suite, внаслідок складності опису взаємодії антен неевклідової геометрії з радіохвилями. Оцінка та порівняння запропонованих антен проводилась за такими характеристиками: амплітудно-частотна характеристика та коефіцієнт стоячої хвилі за напругою. Для розширення частотної смуги синтезованої антени застосовано розщеплений квадратний маркер, який є елементом мікро QR. Такий підхід дозволив розширити відносну ширину смуги пропускання відповідної друкованої антени до значення 1,7267 при безперервній смузі пропускання шириною 167,935 ГГц в діапазоні 13,29–181,225 ГГц. В цьому випадку, вирізи розщепленого квадратного маркера розташовані вздовж лінії, коаксіальної з лінією живлення, а виріз для зовнішнього «кільця» знаходиться знизу. Для синтезу мікро QR-коду використано слово «антена».

Посилання

Z. E. Ankarali, B. Pekoz, H. Arslan, “Flexible radio access beyond 5G: A future projection on waveform, numerology, and frame design principles,” IEEE Access, vol. 5, pp. 18295–18309, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2684783.

T. S. Rappaport et al., “Wireless communications and applications above 100 GHz: Opportunities and challenges for 6G and beyond,” IEEE Access, vol. 7, pp. 78729–78757, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2921522.

M. H. Alsharif, M. A. M. Albreem, A. A. A. Solyman, S. Kim, “Toward 6G communication networks: Terahertz frequency challenges and open research issues,” Comput. Mater. Contin., vol. 66, no. 3, pp. 2831–2842, 2021, doi: https://doi.org/10.32604/cmc.2021.013176.

H. Zhang, B. Di, L. Song, Z. Han, Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered 6G. Cham: Springer International Publishing, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-73499-2.

S. Zhao, B. Xie, Z. Liu, J. An, “Reconfigurable intelligent surface-assisted radar deception electronic counter-countermeasures,” Remote Sens., vol. 15, no. 21, p. 5149, 2023, doi: https://doi.org/10.3390/rs15215149.

V. I. Slyusar, “A family of face products of matrices and its properties,” Cybern. Syst. Anal., vol. 35, no. 3, pp. 379–384, 1999, doi: https://doi.org/10.1007/BF02733426.

В. И. Слюсар, “Обобщенные торцевые произведения матриц в моделях цифровых антенных решеток с неидентичными каналами,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 46, no. 10, pp. 15–26, 2003, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347003100029.

V. I. Slyusar, “New operations of matrix products for application of radars,” in IEEE MTT/ED/AP West Ukraine Chapter DIPED - 97. Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Theory (IEEE Cat. No.97TH8343), 1997, pp. 73–74, doi: https://doi.org/10.1109/DIPED.1997.710918.

D. Anagnostou, W. Cross, J. Meruga, J. Kellar, “Optically scannable code antenna,” US Patent Application Publication US 2014/0263662 A1, 2014.

A. M. Numan-Al-Mobin, J. M. Meruga, W. M. Cross, J. J. Kellar, D. E. Anagnostou, “QR code antenna for wireless and security applications,” in 2013 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI), 2013, pp. 1728–1729, doi: https://doi.org/10.1109/APS.2013.6711523.

A. M. Numan-Al-Mobin, J. M. Meruga, W. M. Cross, J. J. Kellar, D. E. Anagnostou, “QR code antennas for WiFi/WLAN/Bluetooth applications,” in IEEE International Conference on Electro-Information Technology , EIT 2013, 2013, pp. 1–2, doi: https://doi.org/10.1109/EIT.2013.6632693.

A. Md Numan-Al-Mobin, W. M. Cross, J. J. Kellar, D. E. Anagnostou, “RFID integrated QR code tag antenna,” in 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, 2015, pp. 1–3, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2015.7167044.

G. S. Vardhan, N. Sivadasan, A. Dutta, “QR-code based chipless RFID system for unique identification,” in 2016 IEEE International Conference on RFID Technology and Applications (RFID-TA), 2016, pp. 35–39, doi: https://doi.org/10.1109/RFID-TA.2016.7750744.

J. Doroshewitz, A. Kaur, J. Nanzer, P. Chahal, “Multi-factor product authentication using integrated Quick Response (QR) code pixelated antenna,” Int. Symp. Microelectron., vol. 2017, no. 1, pp. 000608–000612, 2017, doi: https://doi.org/10.4071/isom-2017-THA45_101.

V. Slyusar, I. Sliusar, “Micro QR code as the basis of patch antenna topologies,” in 2021 IEEE International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), 2021, pp. 31–34, doi: https://doi.org/10.1109/UkrMiCo52950.2021.9716614.

С. Банков, А. Курушин, Расчет Антенн и СВЧ Структур с Помощью HFSS Ansoft. Москва: ЗАО НПП Родник, 2009.

“Online barcode generator.” https://barcode.tec-it.com/ru/MicroQR?data=antenna.

“3D Code Generator.” https://printer.tools/qrcode2stl.

V. Slyusar, “Metamaterials on antenna solutions,” in 2009 IEEE 7th Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques (ICATT’09), 2009, pp. 19–24, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2009.4435103.

V. Slyusar, “Metamaterials in the antenna equipment: basic principles and results,” First Mile, vol. 3, no. 4, pp. 44–60, 2010.

I. Sliusar, V. Slyusar, Y. Utkin, O. Kopishynska, “Parametric synthesis of 3D structure of SRR element of the metamaterial,” in 2020 IEEE International Conference on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), 2020, pp. 577–582, doi: https://doi.org/10.1109/PICST51311.2020.9468067.

I. Sliusar, L. Degtyareva, V. Slyusar, S. Voloshko, A. Zinchenko, “Synthesis of quasi-fractal ring antennas,” in 2019 IEEE International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), 2019, pp. 741–744, doi: https://doi.org/10.1109/PICST47496.2019.9061286.

I. Sliusar, S. Voloshko, V. Slyusar, V. Smolyar, “Synthesis of quasi-fractal hemispherical dielectric resonator antennas,” in 2018 International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), 2018, pp. 313–316, doi: https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2018.8632087.

B. T. T. Center, “Assessment of ultra-wideband (UWB) technology, Contract No. DAAH01-88-C-0131, ARPA Order 6049,” 1990. uri: https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA233624.pdf.

“5G NR (Rel-15).” https://www.3gpp.org/lte-2.

“5G NR (Rel-17).” https://www.3gpp.org/lte-2.

П. Гупта, “Підвищення ефективності антен міліметрового діапазону (огляд),” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 9, pp. 527–547, 2023, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022100016.

A. Aguilar et al., “Tradespace exploration of the next generation communication satellites,” in AIAA Scitech 2019 Forum, 2019, doi: https://doi.org/10.2514/6.2019-0768.

U. SpaceX, “Starlink Kit 01437829-004, Regulatory Notices,” 2021.

В. И. Слюсар, “Наноантенны: подходы и перспективы,” Электроника: наука, технология, бизнес, no. 2, pp. 58–65, 2009, uri: https://www.electronics.ru/journal/article/178.

Конструкція патч-антени на основі мікро QR-кодів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-30

Як цитувати

Слюсар, В. І., Слюсарь, І., & Шелег, С. (2023). Патч-антени на основі мікро QR-кодів. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(5), 293–304. https://doi.org/10.20535/S002134702307004X

Номер

Том 66 № 5 (2023): Технології 6G

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 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.