طراحی و ساخت یک آنتن پچ مایکرواستریپ با تزویج دریچه ای به صورت چند ورودی/چند خروجی و ساختار چند لایه برای کاربردهای باند X
مهدی زواری
1
(
مرکز تحقیقات آنتن و مایکرویو، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
)
فرانک ضرغامی
2
(
گروه مهندسی برق، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
)
کلید واژه: آنتن مایکرواستریپ, تزویج دریچه ای, چند ورودی/چند خروجی, باند X,
چکیده مقاله :
در این مقاله یک آنتن چند ورودی/چند خروجی با ساختار چند لایه طراحی و ساخت شده است. این آنتن از دو زیر لایه ارزان قیمت FR4 و سه لایه هادی تشکیل شده است. در زیر لایه پایینی خطوط میکرواستریپ و صفحه زمین متصل به پورت های چهار گانه وجود دارند. در این ساختار، خطوط میکرواستریپ توان را از ورودی ها تحویل گرفته و در انتهای خطوط تغذیه با اضافه کردن خطوط میکرواستریپ λ/4 جهت تطبیق امپدانسی، این توان به صورت تشعشعی ساطع می شود. در آنسوی زیرلایه، صفحه زمین با چهار شیار مستطیلی شکل دقیقا بالای خطوط λ/4 و به صورت متعامد قرار گرفته است. توان تشعشعی از طریق این شیار ها هدایت شده و به صورت تزویج دریچه ای به پچ های تشعشعی بالایی می رسند. این پچ ها به شکل ربع دایره بوده و در لایه بالایی زیر لایه فوقانی قرار دارند. آنتن پیشنهادی دارای سه باند فرکانسی کاری در7.12-7.54 گیگاهرتز،8.27-8.72 گیگاهرتز و10.33-10.96 گیگاهرتز می باشد. این آنتن چند لایه به شکل هشت ضلعی بوده و طول اضلاع بزرگ و کوچک آن به ترتیب 26 و 10 میلیمتر بوده و کل ضخامت آن به3.2 میلیمتر می رسد. این آنتن دارای پترن و بهره قابل قبول بوده و مناسب برای کاربردهای جهت دار در باند فرکانسی X می باشد.
چکیده انگلیسی :
In this paper, a new multilayer MIMO antenna is designed and fabricated. This antenna composed of two low-cost FR4 substrates and three conductor layers. Lower substrate contains the microstrip lines and ground plane which connected to the ports. In this design, the input signal radiates from feed lines at which a λ/4 microstrip is attached as impedance matching elements. Also, four rectangle-shaped slots are etched on the ground plane and placed vertically above the feed lines. The signals are guided from feed lines via slots to the quarter circle-shaped patches in the upper substrate as the aperture coupled feed technique. The proposed antenna exhibits three impedance bandwidths at 7.12-7.54 GHz, 8.27-8.72 GHz and 10.33-10.96 GHz. The presented antenna is in the shape of an octagonal whose length of longer side and shorter side are 26mm and 10 mm respectively. The radiation pattern and gain of the antenna are in acceptable range and the proposed antenna is suitable for X-band applications.
آنتن چند ورودی/چند خروجی و ساختار چند لایه برای کاربردهای باند X، که در سه باند کاری عمل می نماید.
آنتن دارای الگوی تشعشعی قابل قبول و بیشینه بهره 4 بوده و مناسب برای کاربردهای جهت دار در باند فرکانسی X می باشد.
در مقایسه با کارهای مشابه، از ابعاد کوچکتر، ایزولاسیون بالاتر و بهره مناسب برخوردار می باشد.
[1] A. Ahmad, D.-y. Choi, S. Ullah, “A compact two elements MIMO antenna for 5G communication,” Scientific Reports, Vol. 12, p.3608, 2022.
[2] D. Sharma, B. K. Kanaujia, S. Kumar, "Compact multi-standard planar MIMO antenna for IoT/WLAN/Sub-6 GHz/X-band applications," Wireless Networks, Vol. 27, pp. 2671–2689, 2021.
[3] M. Lanza, A. Sebastian, W. D. Lu, et al. "Memristive technologies for data storage, computation, encryption, and radio-frequency communication," Science, Vol. 376, p.6597, 2022.
[4] D. Serghiou, M. Khalily, V. Singh, et al. "Sub-6 GHz Dual-Band 8 × 8 MIMO Antenna for 5G Smartphones," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 19, pp.1546 - 1550, 2020.
[5] Y. Zehforoosh, M. Zavvari, "A novel MIMO antenna with an improved isolation for UWB and multiband applications," Analog Integrated Circuits and Signal Processing, Vol. 107, pp. 171-179, 2021.
[6] H. Li, G. Zhang, J. Xu, J. Ding, C. Guo, " Aperture-Coupling Fed High Isolation Polarization Diversity Dual-Element MIMO Antenna System for WLAN Application," Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 59, pp. 1178-1182, 2017.
[7] Y.-M. Zhang, S, Zhang, "A Novel Aperture-Loaded Decoupling Concept for Patch Antenna Arrays," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 69, pp. 4272 - 4283, 2021.
[8] M. Lin, Z. Li, “A Compact 4 x 4 Dual Band-notched UWB MIMO Antenna with High Isolation,” 2015 IEEE 6th International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation, and EMC Technologies (MAPE), pp. 126 - 128, 28-30 Oct. 2015.
[9] K. Qin, M. Li, H. Xia and J. Wang, "A New Compact Aperture-Coupled Microstrip Antenna with Corrugated Ground Plane," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 11, pp. 807-810, 2012.
[10] A. H. Majeed, A. S. Abdullah, F. Elmegri, K. H. Sayidmarie, R. A. Abd-Alhameed and J. M. Noras, "Aperture-Coupled Asymmetric Dielectric Resonators Antenna for Wideband Applications," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp. 927-930, 2014.