Моделирование патч антенн с открытыми кольцеобразными резонаторами на различных подложках
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
В данной работе проведено электромагнитное моделирование и анализ электромагнитных свойств патч-антенн с кольцевым открытым резонатором на основе различных диэлектрических материалов (подложек). Исследование проводилось на основах FR-4, оксида алюминия, политетрафторэтилен-тефлон (ПТФЭ), RO4000 и Rogers RT/duroid® 5880. Параметры электромагнитной совместимости? коэффициент стоячей волны по напряжению и коэффициента S₁₁ антенн моделировались в программе CST Studio. В результате антенны, построенные на основе материалов ПТФЭ и Rogers, показали наименьший коэффициент возврата и улучшенную электромагнитную совместимость, что подтверждает возможность их использования в высокочастотных СВЧ-системах. На втором этапе работы к антенне на этой основе был применен метаматериал кольцевого открытого резонатора и получены результаты. Эти результаты доказывают возможность использования метаматериалов для совершенствования антенных устройств.
Информация о статье
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Y. Li, X. Wang, Y. Wang, D. Xiang, L. Zheng, G. Yang, “Modeling and analysis of microstrip annular ring antenna with capacitive coupling matching network,” Multiscale Modeling & Computational Engineering, vol. 9, no. 3, 2021, art. 22507, doi:10.1002/mmce.22507.
K. Eucharist Kedze, H. Wang, Y. B. Park, I. Park, “Taglike Dielectric Constant Effects on the Performances of a Metasurface-Based Circularly Polarized Microstrip Patch Antenna,” International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2022, Article ID 3026677, 2022, doi:10.1155/2022/3026677.
G. S. Deepthy, “Analysis of taglike materials in microstrip antenna for ultra-wideband application,” Microelectronics Journal, vol. 128, 2023.
W. Y. Yong et al., “Impact of dielectric taglike on the performance of an 8×8 MED phased array antenna,” Frontiers in Communications and Networks, vol. 4, 2023, art. no. 1135941, doi:10.3389/frcmn.2023.1135941.
R. Maged, “Enhanced performance of microstrip antenna fabricated on composite dielectric taglike,” Optical and Quantum Electronics, vol. 56, 2024, pp. doi:10.1007/s11082-024-06487-4.
D. Rano, M. A. Chaudhary and M. S. Hashmi, “A New Model to Determine Effective Permittivity and Resonant Frequency of Patch Antenna Covered With Multiple Dielectric Layers,” IEEE Access, vol. 8, pp. 123456-123467, 2020, doi:10.1109/ACCESS.2020.
K. Eucharist Kedze, H. Wang, Y. B. Park and I. Park, “Taglike Dielectric Constant Effects on the Performances of a Metasurface-Based Circularly Polarized Microstrip Patch Antenna,” International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2022, Article ID 3026677, 2022, doi:10.1155/2022/3026677.
Y. Li, X. Wang, Y. Wang, D. Xiang, L. Zheng and G. Yang, “Modeling and analysis of microstrip annular ring antenna with capacitive coupling matching network,” Multiscale Modeling & Computational Engineering, vol. 9, no. 3, 2021, art. 22507, doi:10.1002/mmce.22507.
A. Wa’il et al., “Design, simulation, and fabrication of a double annular ring microstrip antenna for multiband operation with high gain,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 64, no. 4, pp. 789-797, 2022, doi:10.1002/mop.
Y. Li, X. Wang, Y. Wang, D. Xiang, L. Zheng and G. Yang, “Modeling and analysis of microstrip annular ring antenna with capacitive coupling matching network,” Multiscale Modeling & Computational Engineering, vol. 9, no. 3, 2021, art. 22507, doi:10.1002/mmce.22507.
K. Eucharist Kedze, H. Wang, Y. B. Park and I. Park, “Taglike Dielectric Constant Effects on the Performances of a Metasurface-Based Circularly Polarized Microstrip Patch Antenna,” International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2022, Article ID 3026677, 2022, doi:10.1155/2022/3026677.
W. Y. Yong and A. Alayón Glazunov, “Impact of dielectric taglike on the performance of an 8×8 magneto-electric dipole phased array antenna for 5G mmWave applications,” Frontiers in Communications and Networks, vol. 4, 2023, art. 1135941, doi:10.3389/frcmn.2023.1135941.
T. N. Cao, M. T. Nguyen, H. L. Phan, D. D. Nguyen, D. L. Vu, T. Q. H. Nguyen and J. M. Kim, “Millimeter-wave broadband MIMO antenna using metasurfaces for 5G cellular networks,” International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, vol. 2023, Article ID 9938824, 2023, doi:10.1155/2023/9938824.
I. Marasco, G. Niro, V. M. Mastronardi, F. Rizzi, A. D’Orazio, M. De Vittorio and M. Grande, “A compact evolved antenna for 5G communications,” Scientific Reports, vol. 12, no. 1, 2022, art. 10327, doi:10.1038/s41598-022-10327-8.
N. Ramli, S. K. Noor, T. Khalifa and N. H. Abd Rahman, “Design and Performance Analysis of Different Dielectric Taglike-based Microstrip Patch Antenna for 5G Applications,” International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), vol. 11, no. 8, 2020, pp. 123-130, doi:10.14569/IJACSA.2020.0110818.
Chih-Yuan Shih, Chia Chu Lai and Yu-Po Wang, “Dielectric Property Effect with Dielectric Constant for Millimeter Wave Antenna Design,” in 55th International Symposium on Microelectronics (IMAPS) 2022, Boston, MA, USA, 3-6 Oct. 2022, pp. 45-50.
B.A.P. Nel, A. K. Skrivervik and M. Gustafsson, “Radiation Efficiency and Gain Bounds for Microstrip Patch Antennas,” arXiv preprint, 2024. (Pre-print; doi:10.48550/arXiv.2403.18844)
R.S., Guganesh R., Harinee V. and S. Rajan, “Analysing the Impact of Taglike Thickness on Antenna Performance for GPS Application,” International Journal of Innovative Research in Computer Science & Technology (IJIRCST), vol. 11, no. 3, May 2023, pp. 52-60, doi:10.55524/IJIRCST.2023.11.3.10.