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

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

Розділ

Оригінальні статті