طراحی، شبیه‌سازی و ساخت آنتن مایکرواستریپ پهن‌باند با استفاده از ساختار چندلایه و عنصر پارازیتی در باند Ku

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، طراحی جدیدی از یک آنتن پچ مایکرواستریپی مستطیلی با پهنای باند وسیع در باند Ku با استفاده از ساختار دی‌الکتریکی چندلایه، برای کاربردهای راداری و ماهواره­ای پهن­باند ارائه شده است. در این طراحی فشرده، یک گیره رسانای الکتریکی برای تحریک پچ تشعشع­کننده مورد استفاده قرار گرفته است. پچ پارازیتی نیز توسط فاصله هوایی از پچ تشعشع­کننده جدا شده است. با این روش­ها، پهنای باند امپدانسی dB 10 اندازه­گیری شده آنتن، به بیش از 22% افزایش یافته است. همچنین تغییرات بهره اندازه­گیری شده آنتن در کل پهنای باند آن، کمتر از dB 1 است. در ادامه، نتایج شبیه­سازی و اندازه­گیری آنتن مذکور ارائه خواهد شد و مشاهده می­شود که تطابق مناسبی بین شبیه­سازی و اندازه­گیری وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


[1]       R. B. Waterhouse, “Design of probe-fed stacked patches,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 47, pp.1780-1784, 1999.##
[2]       S. D. Targonski, R. B. Waterhouse, and D. M. Pozar, “Design of wide-band aperture-stacked patch microstrip antennas,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 46, pp. 1245-1251, 1998.##
[3]       J. R. James and P. S. Hall, “Handbook of Microstrip Antennas,” London, Peter Peregrinus Ltd., vol. 1, 1989.##
[4]       P. Mousavi, M. Fakharzadeh, S. H. Jamali, K. Narimani, M. Hossu, H. Bolandhemmat, G. Rafi, and S. Safavi-Naeini, “A low-cost ultra low profile phased array system for mobile satellite reception using zero-knowledge beamforming algorithm,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 56, pp. 3667-3679, 2008.##
[5]       S. I. M. Sheikh, W. Abu-Al-Saud, and A. B. Numan, “Directive stacked patch antenna for UWB applications,” International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2013, 2013.##
[6]       R. Jian, Y. Chen, T. Chen, and Z. Li, “Efficient design of compact millimeter wave microstrip linear array with bandwidth enhancement and sidelobe reduction,” International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, vol. 29, p. e21881, 2019.##
[7]       W. Swelam, A. A. Mitkees, and M. M. Ibrahim, “Wideband planar phased array antenna at Ku frequency-band for synthetic aperture radars and radar-guided missiles tracking and detection,” IEEE Conference on Radar, April 2006.##
[8]       S. Moeini, A. R. Omidvar, and S. H. Mohseni Armaki, “Design and Construction of a Wide Band Antenna with Circular Polarization,” Journal of Applied Electromagnetics, vol. 7, no. 1, pp. 83-88, 2019. (In Persian)##
[9]       J. Khailpour, E. Zarezadeh, and M. Hajebi, “Design and Fabrication of Microstrip Antenna Using Log-Periodic Array for Bandwidth Enhancement with Inset and Proximity Feed,” Journal of Applied Electromagnetics, vol. 4, no. 3, pp. 31-43, 2016. (In Persian)##
[10]    F. Croq and D. M. Pozar, “Millimeter-wave design of   wide-band aperture-coupled stacked microstrip antennas,” IEEE Transactions on antennas and propagation, vol. 39, pp. 1770-1776, 1991.##
[11]    K. Xu, J. Shi, X. Qing, and Z. N. Chen, “A substrate integrated cavity backed filtering slot antenna stacked with a patch for frequency selectivity enhancement,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 17, pp. 1910-1914, 2018.##
[12]    M. A. Belen, “Stacked microstrip patch antenna design for ISM band applications with 3D-printing technology,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 61, pp. 709-712, 2019.##
[13]    A. Kumar, N. Gupta, and P. C. Gautam, “Design Analysis of Broadband Stacked Microstrip Patch Antenna for WLAN Applications,” Wireless Personal Communications, vol. 103, pp. 1499-1515, 2018.##
[14]    Q. Van den Brande, S. Lemey, S. Cuyvers, S. Poelman, L. De Brabander, O. Caytan, L. Bogaert, I.L. De Paula, S. Verstuyft, A. C. Reniers, and B. Smolders, “A Hybrid Integration Strategy for Compact, Broadband, and Highly Efficient Millimeter-Wave On-Chip Antennas,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 18, pp. 2424-2428, 2019.##
[15]    A. Agarwal and A. Kaur, “A dual band stacked aperture coupled antenna array for WLAN applications,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 59, pp. 648-654, 2017.##
[16]    J. Xu, W. Hong, Z. H.  Jiang, and H. Zhang, “Wideband, Low-Profile Patch Array Antenna With Corporate Stacked Microstrip and Substrate Integrated Waveguide Feeding Structure,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, pp. 1368-1373, 2018.##
[17]    P. A. Dzagbletey and Y. B. Jung, “Stacked microstrip linear array for millimeter-wave 5G baseband communication,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 17, pp. 780-783, 2018.##
[18]    M. Khalily, R. Tafazolli, P. Xiao, and A. A. Kishk, “Broadband mm-wave microstrip array antenna with improved radiation characteristics for different 5G applications,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 66, pp. 4641-4647, 2018.##
[19]    E. García-Marín, J. L. Masa-Campos, and P. Sánchez-Olivares, “Linearly polarized small patch array fed by corporate SIW network,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 58, pp. 587-593, 2016.##
[20]    B. R. Mahafza, “Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB,” Chapman & Hall_CRC, 2000.##
[21]    G. Kumar and K. P. Ray, “Broadband microstrip antennas,” Artech house, 2003.##
دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 22
شماره پیاپی 22، دوفصلنامه بهار و تابستان
اردیبهشت 1400
صفحه 63-70
  • تاریخ دریافت: 17 خرداد 1399
  • تاریخ بازنگری: 12 شهریور 1399
  • تاریخ پذیرش: 23 شهریور 1399