Компактная фрактальная антенна пятой итерации для сверхширокополосных приложений

Б. Премалата; П. Равиндра Бабу; Г. Срикант

doi:10.20535/S0021347021060066

Автор(и)

Б. Премалата Инженерно-технологический институт CMR, Хайдарабад, Індія https://orcid.org/0000-0002-9201-3487
П. Равиндра Бабу Инженерно-технологический институт CMR, Хайдарабад, Індія
Г. Срикант Технический административный комплекс CMR, Хайдарабад, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021060066

Ключові слова:

фрактальная антенна, патч антенна, сверхширокополосное применение, широкополосная технология беспроводной связи

Анотація

В статье рассмотрены проектирование, моделирование и испытание компактной фрактальной антенны, работающей в диапазоне частот 3,1–10,6 ГГц, и предназначенной для сверхширокополосных UWB (ultrawideband) приложений. В настоящее время технология широкополосной беспроводной связи приобрела популярность, вследствие присущих ей большой полосы пропускания, высокой скорости передачи и низкой сложности. В 2002 году Федеральная комиссия связи США (FCC) выделила частотный диапазон 3,1–10,6 ГГц для коммерческого применения. В данной работе рассмотрена антенна, имеющая размеры 28×28 мм² с круговым патчем, изготовленным печатным способом, на подложке RT/Duroid 5880, которая имеет высоту подложки 1,57 мм и относительную диэлектрическую проницаемость 2,2. В круговом патче круговые фракталы выполнены до пятой итерации. Размеры круговых фракталов определяются с помощью теоремы Декарта. Затем осуществлено моделирование этой антенны с оптимальными размерами при помощи программы CST Microwave Studio. Выполнена проверка ее характеристик и рассчитаны параметры антенны: обратные потери S₁₁, КСВН, диаграммы направленности, коэффициент усиления, групповая задержка. Данная антенна изготовлена и измерены ее параметры. Сравнение результатов моделирования и измерения показало их хорошее согласование.

Посилання

N. Cohen, “Fractal antenna applications in wireless telecommunications,” in Professional Program Proceedings. Electronic Industries Forum of New England, 1997, pp. 43–49, doi: https://doi.org/10.1109/EIF.1997.605374.
D. Li, J.-F. Mao, “Sierpinskized Koch-like sided multifractal dipole antenna,” Prog. Electromagn. Res., vol. 130, pp. 207–224, 2012, doi: https://doi.org/10.2528/PIER12060108.
D. H. Wqrner, S. Ganguly, “An overview of fractal antenna engineering research,” IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 45, no. 1, pp. 38–57, 2003, doi: https://doi.org/10.1109/MAP.2003.1189650.
S. K. Terlapu, C. Jaya, G. S. Raju, “On the notch band characteristics of Koch fractal antenna for UWB applications,” Int. J. Control Theory Appl., vol. 10, no. 6, pp. 701–707, 2017, uri: https://serialsjournals.com/index.php?route=product/product/volumearticle&issue_id=181&product_id=365.
M. A. Dorostkar, M. T. Islam, R. Azim, “Design of a novel super wide band circular-hexagonal fractal antenna,” Prog. Electromagn. Res., vol. 139, pp. 229–245, 2013, doi: https://doi.org/10.2528/PIER13030505.
V. Waladi, N. Mohammadi, Y. Zehforoosh, A. Habashi, J. Nourinia, “A novel modified star-triangular fractal (MSTF) monopole antenna for super-wideband applications,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 12, pp. 651–654, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2013.2262571.
Б. Премалатха, М. В. С. Прасад, М. Б. Р. Мурти, “Многополосные режекторные антенны для СШП применения,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 12, pp. 715–725, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S002134701912001X.
E. Rufus, C. A. Zachariah, B. J. Lokesh, “Design of fractal antenna for UWB applications,” J. Theor. Appl. Inf. Technol., vol. 64, no. 2, pp. 293–297, 2014, uri: http://www.jatit.org/volumes/Vol64No2/1Vol64No2.pdf.
K. Srivastava, R. Kumar, P. Gupta, A. Tiwari, R. Saini, “On the design of Descartes circle theorem based circular fractal antenna for UWB applications,” Int. J. Microw. Opt. Technol., vol. 7, no. 3, 2012.
N. Kaur, A. Kaur, “A Compact plus shaped carpet fractal antenna with an I-shaped DGS for C-band/X-band/UWB/WIBAN applications,” Wirel. Pers. Commun., vol. 109, no. 3, pp. 1673–1687, 2019, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-019-06645-y.
J. A. Tirado-Mendez, D. Martinez-Lara, H. Jardon-Aguilar, R. Flores-Leal, E. A. Andrade-Gonzalez, “Inscribed Fibonacci circle fractal in a circular radiator for ultra-wideband antenna operation and size reduction,” Int. J. Antennas Propag., vol. 2019, pp. 1–8, 2019, doi: https://doi.org/10.1155/2019/6393401.
W.-C. Weng, C.-L. Hung, “An H-fractal antenna for multiband applications,” IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 13, pp. 1705–1708, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/LAWP.2014.2351618.
R. Chauhan, S. Gupta, “A circular fractal antenna array,” in 2019 National Conference on Communications (NCC), 2019, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/NCC.2019.8732218.
A. Dastranj, F. Ranjbar, M. Bornapour, “A new compact circular shape fractal antenna for broadband wireless communication applications,” Prog. Electromagn. Res. C, vol. 93, pp. 19–28, 2019, doi: https://doi.org/10.2528/PIERC19031001.