طراحی و شبیه سازی یک آنتن شکافی مایکرواستریپی جدید با خاصیت پلاریزاسیون دایروی پهن باند

محورهای موضوعی : مخابرات میدان و موج

الهه شیرازی ¹ , محمدامین هنرور ²

1 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

تاریخ دریافت : 1394/04/01 تاریخ پذیرش : 1394/06/15 تاریخ انتشار : 1395/04/11

کلید واژه: آنتن شکافی مایکرواستریپی, پلاریزاسیون دایروی, خط تغذیه .CPW,

چکیده مقاله :

در این مقاله یک آنتن شکافی مایکرواستریپی چاپی جدید با خاصیت پلاریزاسیون دایروی و تغذیه شده با خط CPW طراحی، تحلیل و شبیه سازی شده است. ساختار آنتن شکافی پیشنهادی از یک پچ پله ای شکل اصلاح شده و صفحه زمین مربعی که درون آن یک شکاف پله-ای واقع شده ترکیب بندی شده است. با استفاده از پچ پله ای و صفحه زمین مربعی اصلاح شده، رزونانس های اضافی دیگری تحریک شده و پهنای باند امپدانس وسیعی مخصوصا در باند بالاتر به دست می‌آید. همچنین با استفاده از چنین ساختاری، خصوصا اضافه کردن دو باریکه مستطیلی به صفحه زمین باعث ایجاد پهنای‌باند پلاریزاسیون دایروی بسیار وسیعی خواهد شد. ساختار پیشنهادی در مقایسه با کارهای مشابه قبلی دارای ابعاد کوچکی می باشد. نتایج شبیه سازی پهنای باند امپدانس در حدود 81.7%و پهنای باند پلاریزاسیون دایروی(3dB AR) در حدود57.6% را نشان می‌دهد. همچنین نتایج شبیه سازی در تطابق خوبی با ملزومات سیستم های WLAN می باشند.

چکیده انگلیسی:

In this paper, a novel broadband printed circularly polarized microstrip slot antenna fed by a co planar wave guide (CPW) is designed, analyzed and simulated. The structure of the proposed antenna is made of a modified stair-shaped patch in conjunction with a square ground plane with a stair-shaped slot inside it. By using a modified stair-shaped patch and square ground plane, additional resonances are excited and, hence, much wider impedance bandwidth can be produced, especially at the higher band. Moreover, by using this structure, especially by adding two rectangular strip to the ground plane, very broadband axial-ratio bandwidth is obtained. the proposed antenna has dimensions of 45×45×0.8 mm3, which is compatible with the requirements imposed by portable wireless systems. Simulation results exhibits a 81.7% (2.78-6.62 GHz) -10 dB impedance bandwidth and a 57.6% (3.5-6.33 GHz) 3 dB axial-ratio bandwidth. the antenna performance confirms its viability for commercial portable wireless systems.

منابع و مأخذ:

[1] C. Sun, H. Zheng, L. Zhang, Y. Liu, "Wideband compact circularly polarized patch antenna loaded with shorting probe for GNSS applications", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 28, No. 12, pp. 1512-1521, June 2014. 

[2] A.B. Kakade, M.S. Kumbhar, "Wideband circularly polarized conformal strip fed three layer hemispherical dielectric resonator antenna with parasitic patch”, Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 56, No. 1, pp. 72-77, May 2013.

[3] C.N. Chiu, C.C. Yang, "A new board-integrated single microstripfed circularly polarized monopole antenna for global positioning satellite receivers", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 24, pp. 903-909, 2010.

[4] S. Fu, S. Fang, Z. Wang, X. Li, "Broadband circularly polarized slot antenna array fed by asymmetric CPW for L-band application", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 8, pp. 1014–1016, Sep. 2009.

[5] Y.W. Liu, P. Hsu, “Broadband circularly polarized square slot antenna fed by coplanar waveguide", Electronics Letters, Vol. 49, No. 16, pp. 976–977, Aug. 2013.

[6] E. Shirazi, M.A. Honarvar, “Broadband circularly polarized stair-shaped slot antenna", Electromagnetics, Vol. 35, No 7, pp. 443–452, October 2015.  

[7] J.Y. Sze, S.P. Pan, “Design of cpw-fed circularly polarized slot antenna with a miniature configuration", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 10, pp. 1465–1468, Dec. 2011.

[8] S.P. Pan, J.Y. Sze,P.J. Tu, "Circularly polarized square slot antenna with a largely enhanced axial-ratio bandwidth", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 11, pp. 969–972, Aug. 2012.   

[9] G. Li, H. Zhai, L. Li, C. Liang, “A nesting-L slot antenna with enhanced circularly polarized bandwidth and radiation", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 13, pp. 225–228, Jan. 2014. 

[10] J. Pourahmadazar, Ch. Ghobadi, J. Nourinia, N. Felegari, H. Shirzad, “Broadband cpw-fed circularly polarized square slot antenna with inverted-L strips for uwb applications", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 10, pp. 369–372, Apr. 2011.

[11] C.J. Wang, C.H. Chen, “CPW-fed stair-shaped slot antennas with circular polarization", IEEE Trans. on Antennas Propagation, Vol. 57, No. 8, pp. 2483–2486, Aug. 2009.

[12] S.A. Rezaeieh, A. Abbosh, M.A. Antoniades, “Broadband planar circularly polarised antenna for ultra-high frequency applications", IET Microwaves, Antennas and Propagation, Vol. 8, No. 4, pp. 263–271, March 2014.

[13] J.Y. Sze, C.C. Chang, “Circularly polarized square slot antenna with a pair of inverted-L grounded strips", IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., Vol. 7, pp. 149–151, 2008.

[14] N. Felegari, J. Nourinia, C. Ghobadi, J. Pourahmadazar, “Broadband cpw-fed circularly polarized square slot antenna with three inverted-L-shape grounded strips", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 10, pp. 274–277, Apr. 2011.

[15] V. Rafii, J. Nourinia, C. Ghobadi, J. Pourahmadazar, B.S. Virdee, “Broadband circularly polarized slot antenna array using sequentially rotated technique for C-band applications", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 12, pp. 128–131, Mar. 2013.

[16] Y.J. Hu, W.P. Ding, W.M. Ni, W.Q. Cao, “Broadband circularly polarized cavity-backed slot antenna array with four linearly polarized disks located in a single circular slot", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 11, pp. 496–499, May 2012.

[17] N. Malekpour, M.A. Honarvar, A. Dadgarpour, “Design and simulation of a compact UWB MIMO antenna with mutual coupling reduction", Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, Vol. 7, No.25, pp. 249–259 Winter 2016.