طراحی آنتن دوالمانی با پترن پره‌ای جهت استفاده در سیستم های مخابراتی

الموضوعات :

سید حجت اله مدنی ¹ , یاشار زهفروش ² , توحید صدقی ³

1 - گروه برق، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
2 - مرکز تحقیقات مایکروویو و آنتن، واحد ارومیه ،دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
3 - مرکز تحقیقات مایکروویو و آنتن، واحد ارومیه ،دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران

تاريخ الإرسال : 22 الإثنين , رجب, 1444 تاريخ التأكيد : 18 الإثنين , شوال, 1444 تاريخ الإصدار : 04 الخميس , ذو الحجة, 1444

الکلمات المفتاحية: 5G, آنتن, رادار, پترن پره‌ای,

ملخص المقالة :

در این مقاله تلاش بر این است آنتنی طراحی شود تا در کاربردهای مختلف راداری و مخابراتی مورداستفاده قرار گیرد. توجه به تشعشع آنتن در دستور کار قرارگرفته و بر روی تشعشع آنتن‌ها و همچنین پترن تشعشعی آن‌ها مطالعاتی انجام‌گرفته است حال با توجه به اینکه خاصیت پترن با ویژگی پره‌ای در آنتن‌ها با کاربردهای راداری همچنین در انواع کاربردهای مخابراتی مورداستفاده قرارمی گرد در این مقاله سعی برافزایش خاصیت پره‌ای بودن آنتن شده است. آنتن طراحی‌شده دارای دو المان تشعشعی بوده و در باند فرکانسی 3.5 گیگاهرتز از ساختار دولایه تشکیل می‌شود در لایه بالایی المان‌های تشعشعی و در لایه پایینی شبکه تغذیه قرار می‌گیرد. آنتن دوالمانی ساخته‌شده دارای پهنای باند امپدانسی 8/3-4/3 گیگاهرتز, بیشینه بهره 7 dBi و عرض بیم نصف توان ˚44 و ˚104 به ترتیب در صفحه‌های H و E هست؛ که نشان از پره‌ای بودن این آنتن دارد. ابعاد کلی آنتن 105×3/32×708/3 میلی مترمربع هست. آنتن ارائه‌شده برای به‌کارگیری در دستگاه‌های راداری و دستگاه‌های G5 در باند فرکانسی 5/3 گیگاهرتز پیشنهاد می‌گردد. با توجه به تست آزمایشگاهی این آنتن می‌توان گفت که نتایج تئوری و آزمایشگاهی همخوانی مناسبی باهم دارند.

المصادر:

[1]       C. A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, New York:Wiley, 1982.

[2]       H. Cho, J. -H. Lee, J. -W. Yu and B. Ahn, "Series-Fed Coupled Split-Ring Resonator Array Antenna With Wide Fan-Beam and Low Sidelobe Level for Millimeter-Wave Automotive Radar," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 72, no. 4, pp. 4805-4814, April 2023, doi: 10.1109/TVT.2022.3226294.

[3]       W. Li, Q. Wan, Y. Zhi, H. Peng and J. Mao, "A Fans-Shaped Beam Antenna Design for Overcoming Multipath Effects for 77GHz FMCW-MIMO Radar," IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS), Nanjing, China, 2021, pp. 1-3, doi: 10.1109/IWS52775.2021.9499707.

[4]       W. A. Ahmad, M. Kucharski, A. Ergintav, H. J. Ng and D. Kissinger, "A Planar Differential Wide Fan-Beam Antenna Array Architecture: Modular high-gain array for 79-GHz multiple-input, multiple-output radar applications," in IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 63, no. 4, pp. 21-32, Aug. 2021, doi: 10.1109/MAP.2020.2976913.

[5]       Yu-Jiun Ren and Chieh-Ping Lai, Wideband antennas for modern radar systems, Radar Technology, January 2010, doi: 10.5772/7187

[6]       S. Wu et al., "Terahertz 3-D Imaging for Non-Cooperative On-the-Move Whole Body by Scanning MIMO-Array-Based Gaussian Fan-Beam," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 12, pp. 12147-12162, Dec. 2022, doi: 10.1109/TAP.2022.3209262.

[7]       M. A. Sufian, N. Hussain, H. Askari, S. G. Park, K. S. Shin and N. Kim, "Isolation Enhancement of a Metasurface-Based MIMO Antenna Using Slots and Shorting Pins," in IEEE Access, vol. 9, pp. 73533-73543, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3079965.

[8]       D.M. John, S. Vincent, S. Pathan, P. Kumar, and T. Ali, “Flexible Antennas for a Sub-6 GHz 5G Band: A Comprehensive Review,” Sensors, vol. 22, no. 19, p. 7615, Oct 2022.

[9]       T. U.  Fawwaz, Fundamentals of Applied Electromagnetics, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2001.

[10]    W. L. Stutzman and G. A. Thiele, Antenna Theory and Design, New York:John Wiley, 1998.

[11]    Antenna Handbook: Volume III Applications. Springer Science & Business Media, 2012.

[12]    Girish Kumar and K. P. Ray, “Broad Band Microstrip Antennas”, Artech House, 2003.

[13]    S. H. Madani, Y. Zehforoosh and T. Sedghi, "Compact Patch Antenna Array With Fan-Beam Characteristics for Radar Application," in IEEE Access, vol. 10, pp. 93534-93541, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3203393.