آنتن چندبانده شانه ای با قطبی شدگی دایروی برای کاربردهای مخابرات بی سیم و اینترنت اشیا

محورهای موضوعی : مهندسی الکترونیک

رضا خواجه محمدلو ¹ (گروه برق، واحد میاندوآب، دانشگاه آزاد اسلامی، میاندوآب، ایران)
توحید اریبی ² (مرکز تحقیقات مایکروویو و آنتن، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ارومیه، ارومیه، ایران)
توحید صدقی ³ (مرکز تحقیقات مایکروویو و آنتن، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ارومیه، ارومیه، ایران گروه برق، دانشکده فنی مهندسی ، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران)

تاریخ دریافت : 1400/11/28 تاریخ پذیرش : 1401/02/03 تاریخ انتشار : 1401/02/03

کلید واژه: آنتن, اینترنت اشیا, پلاریزاسیون دایروی, چندبانده,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، نمونه جدیدی از آنتن ریزنوار چندبانده با قطبی شدگی دایروی برای کاربردهای موبایل و اینترنت اشیا معرفی می‌شود. باندهای فرکانسی کاربردی به طور همزمان و قابل قبولی توسط آنتن اشاره شده تحت پوشش قرار میگیرند که عبارت اند از WLAN(2400 تا 2484 مگا هرتز) WiMAX (IEEE 802.16e) 2500 تا 2600 مگاهرتز، اینترنت اشیا (IoT) 2400 تا 2480 مگاهرتز با استاندارد IEEE 802.11.ax، WLAN(5150 تا 5825 مگا هرتز) که استاندارد IEEE802.11ac نامگذاری میگردد. فرایند طراحی آنتن برای دسترسی به باندهای فرکانسی مورد نظر به صورت مرحله به مرحله در متن مقاله اشاره شده است انجام می‌پذیرد. با استفاده از تکنیک تسهیل چرخش جریان روی آنتن، تحریک دو مود متعامد به راحتی صورت گرفته و در نتیجه قطبی شدگی دایروی محقق می شود. از سوی دیگر تقریبا در کل باندهای کاربردی مورد نظر خصیصه قطبی-شدگی دایروی محقق می‌شود که به عنوان یک مزیت قابل توجه برای این سیستم تشعشعشی محصوب میشود. ابعاد کلی آنتن مورد نظر 23×34×8/0میلی متر مکعب بوده که روی زیر لایه FR4 با ضریب نسبی دی الکتریک 4/4 و تانژانت تلفات 024/0 محقق می‌شود. به منظور تصدیق فرایند طراحی، ساختار مورد نظر ساخته شده و مورد تست و اندازه گیری قرار میگیرد. نتایج استخراج شده نشان میدهد که آنتن مورد نظر دارای الگوی تشعشعی همه جهته و بهره مناسبی در باندهای فرکانسی مورد نظر می باشد.

چکیده انگلیسی:

In this research, a new multi-band microporous antenna with circular polarization is introduced for mobile and IoT applications. The applied frequency bands are covered simultaneously by the mentioned antenna, which are WLAN (2400 to 2484 MHz), WiMAX (IEEE 802.16e) 2500 to 2600 MHz, IoT (2400 to 2480 MHz with IEEE 802.11.ax standard, WLAN (5150 to 5825 MHz) which is called IEEE802.11ac standard. The antenna design process for accessing the desired frequency bands is performed step by step in the text of the article. Using the technique of facilitating the rotation of the current on the antenna, the excitation of two orthogonal modes is easily done and as a result, circular polarization is achieved. On the other hand, the circular polarization property is achieved in almost all the applied bands, which is considered as a significant advantage for this radiation system. The overall dimensions of the antenna are 0.8 × 34 ×23 mm3, which is fabricated on the FR4 substrate with a relative dielectric constant of 4.4 and a loss tangent of 0.024. In order to validate the design process, the structure is constructed and tested and measured. The extracted results show that the antenna has a directional radiation pattern and a good gain in the desired frequency bands.

منابع و مأخذ:

[1] T. Sedghi, T. Aribi, A. Kalami, “WiMAX and C bands semi-fractal circularly polarized antenna with satellite bands filtering properties,” International Journal of Microwave and Wireless Technologies, Vol. 10, No. 8, November 2018, doi:10.1017/S1759078718000673.

 

[2] T. Aribi, M. Naser-Moghadasi, R.A. Sadeghzadeh, “Circularly polarized beam-steering antenna array with enhanced characteristics using UCEBG structure,” International Journal of Microwave and Wireless Technologies, Vol. 8, No.6 , September 2016, doi:10.1017/S1759078715000318.

 

[3] MM. Maleki, T. Aribi, A. Shadmand, “Implementation of a Miniaturized Planar 4-Port Microstrip Butler Matrix for Broadband Applications,” Journal of Communication Engineering, vol 9, no.1, Janurary 2020, doi:10.22070/jce.2020.5295.1154

 

[4] T. Sedghi, “Compact fractal antenna for WiMAX 1.4 GHz and IEEE 802.11a using double branch line, ” Journal of Instrumentation, vol. 13, no. 9, pp. 1-10, September 2018, doi: 10.1088/1748-0221/13/09/p09021.

 

[5] T. Sedghi, “Compact Unit-cell based Semi-Fractal Antenna with filtering properties of interference Bands Embedded with CBP Strips,” IETE Journal of Research, vol. 65, no. 6, pp. 790-795, November, 2019,  doi:10.1080/03772063.2018.1464973.

 

[6] T. Sedghichongaralouye-Yekan, M. Naser-Moghadasi, and R. A. Sadeghzadeh, “Broadband Circularly Polarized 2×2 Antenna Array with Sequentially Rotated Feed Network for C-Band Application,” Wireless Personal Communications, vol. 91, no. 2, pp. 653-660, November, 2016, doi:10.1007/s11277-016-3485-4.

 

[7] M. Naser‐Moghadasi, and T. Sedghichongaraluye‐Yekan, “Semifractal antenna with dualbands filtering and circular polarization properties using SCBP and MDGS structures,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 57, no. 11, pp. 2483-2487, November, 2015, doi: 10.1002/mop.29372.

 

[8] S. Rezaee, Y. Zehforoosh, “Design of a Planar Multiband Antenna Using Metamaterials,” Journal of communication of Engineering, vol.11, no. 43, pp. 15-26, 2022(in Persian).

 

[9] ZZ. A. Darabi, S. S. Tehrani, “Design and Simulation a New Dual Band Dipole Antenna for RFID Tags,” Journal of communication Engineering, vol.9, no. 35, pp. 69-76, 2021(in Persian).

 

[10] FF. Heidari, Z. Adelpoure, N. Parhizgar, “Simulation of Leaky Wave Antenna with Cosecant Squared Pattern Using Genetic Algorithm,” Journal of communication Engineering, vol.11, no. 42, pp. 69-76, 2022(in Persian).

 

[11] M. Jalali, T. Sedghi, “Circularly Polarized MIMO Antenna Array with Enhanced Characteristics using EBG structure,” ELECTRONIC INDUSTRIES, Vol, 10, no.2, August 2019.