Дводіапазонна монопольна антена з подвійним сенсом, квадратною щілиною та круговою поляризацією, що живиться від копланарного хвилеводу

Р. Дхара; В. Рама Сантош; Анді Вівек; Г. С. Шехават; С. Махато

doi:10.20535/S0021347023110043

Автор(и)

Р. Дхара Національний технологічний інститут Сіккіму, Равангла, Індія https://orcid.org/0000-0002-9790-6858
В. Рама Сантош Національний технологічний інститут Сіккіму, Равангла, Індія https://orcid.org/0009-0001-4749-3573
Анді Вівек Національний технологічний інститут Сіккіму, Равангла, Індія
Г. С. Шехават Національний технологічний інститут Сіккіму, Равангла, Індія
С. Махато Національний технологічний інститут Сіккіму, Равангла, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023110043

Ключові слова:

живлення від копланарного хвилеводу, CPW, смуга пропускання за імпедансом, IBW, ширина смуги пропускання за коефіцієнтом еліптичності, ARBW, лівостороння кругова поляризація, LHCP, правостороння кругова поляризація, RHCP

Анотація

В роботі розроблено дводіапазонну двосенсову антену з квадратною щілиною та круговою поляризацією, що живиться від копланарного хвилеводу. Спроектована антена містить два додаткових патчі. Змінюючи розміри патчів, можна досягти гарного узгодження імпедансів. У цій антені є дві смуги пропускання за імпедансом IBW (impedance bandwidth) в діапазонах 2,65–5,43 і 5,77–6,19 ГГц, а також дві смуги пропускання за коефіцієнтом еліптичності ARBW (axial ratio bandwidth) в діапазонах 2,88–3,00 і 4,98–5,35 ГГц в межах IBW. Розроблена антена з подвійною смугою пропускання за імпедансом призначена для роботи на резонансних частотах 4,04 і 5,98 ГГц. Вона генерує подвійну смугу кругової поляризації, яка працює на частотах 2,94 і 5,2 ГГц. Це лівостороння кругова поляризація LHCP (left-hand circular polarization) і правостороння кругова поляризація RHCP (right-hand circular polarization). В якості матеріалу підкладки використано недорогий епоксидний матеріал FR4_epoxy з діелектричною проникністю ε_r = 4,4. Антена спроектована за допомогою програмного пакета Ansoft HFSS. В цьому дослідженні проведені вимірювання, моделювання та аналіз наступних параметрів: коефіцієнт відбиття, ARBW, коефіцієнт підсилення, діаграма спрямованості та ККД випромінювання. Запропонований нижній ARBW діапазон антени може бути придатним для деяких видів бездротового зв’язку в S-діапазоні, а вищий ARBW діапазон може бути придатним для застосування в бездротових локальних мережах WLAN.

Посилання

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.
R. Dhara, “Dual band dual polarized planar monopole antenna for L, and C band applications,” in International Conference on Emerging Technologies: AI, IoT, and CPS for Science & Technology Applications, 2021.
R. K. Saini, P. S. Bakariya, P. Kumar, “Coplanar waveguide fed dual‐band dual‐sense circular polarized square slot antenna,” Int. J. RF Microw. Comput. Eng., vol. 28, no. 9, 2018, doi: https://doi.org/10.1002/mmce.21503.
Y. Xu, L. Zhu, N.-W. Liu, “Design approach for a dual-band circularly polarized slot antenna with flexible frequency ratio and similar in-band gain,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 21, no. 5, pp. 1037–1041, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2022.3156067.
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.
A. Birwal, S. Singh, B. K. Kanaujia, S. Kumar, “CPW-fed ultra-wideband dual-sense circularly polarized slot antenna,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 94, pp. 219–231, 2019, doi: https://doi.org/10.2528/PIERC19052005.
C. Chen, E. K. N. Yung, “Dual-band dual-sense circularly-polarized CPW-fed slot antenna with two spiral slots loaded,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 6, pp. 1829–1833, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2019990.
Р. Дхара, Т. Кунду, “Компактная печатная зеркальная y-образная двухдиапазонная несимметричная вибраторная антенна круговой поляризации с усеченным экраном,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 64, no. 3, pp. 146–163, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/S002134702103002X.
R. Dhara, S. Yadav, S. Mahato, M. M. Sharma, M. C. Govil, “An antipodal antenna with improved axial ratio bandwidth,” IETE J. Res., vol. 70, no. 1, pp. 144–152, 2024, doi: https://doi.org/10.1080/03772063.2022.2130830.
R. Dhara, “Design of a miniaturized CPW fed Z-shaped monopole antenna using theory of characteristics modes for bandwidth enhancement,” Sādhanā, vol. 46, no. 2, p. 87, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s12046-021-01610-7.
Y. Xu, L. Zhu, N.-W. Liu, M. Li, “A dual-band dual-circularly-polarized slot antenna with stable in-band gain and reduced frequency ratio under triple resonance,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 70, no. 11, pp. 10199–10206, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3191133.
Р. Дхара, Т. Кунду, М. Саной, “Шестидиапазонная плоская щелевая антенна с круговой поляризацией для WLAN и беспроводной связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 1, pp. 55–68, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022010058.
Р. Дхара, Т. Кунду, “Широкополосная несимметричная антенна P-образной формы с круговой поляризацией для C-диапазона,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 3, pp. 152–166, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022030025.
М. Резвани, Я. Зегфоруш, П. Бейджи, “Эффективная микрополосковая антенна круговой поляризации с С-образным шлейфом для WLAN и WiMAX приложений,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 11, pp. 708–712, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019110062.