Design and analysis of three thin patch antenna for wireless application

• Autorzy: Al-Saeedi Mustafa Murtdha , Al-Shaikhli Taha Raad , Ahmed Wisam Raad , Ibrahim A. M. , Al-Tamimi Ahmed Raed , Shairi Noor Azwan

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.04.25

Warianty tytułu

PL

Projekt i analiza trzech anten cienkich do zastosowań bezprzewodowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A thin flexible monopole printed antennas has been designed on three different substrates for local area network (WLAN) wireless mode. The first design is thin monopole printed on fast-film substrate antenna which operates at frequency of 5.5 GHz and produced a gain of 2.834 dB, then the second design is printed monopole on Silicon substrate antenna that operates at frequency of 6.8 GHz and achieved a gain of 4.841 dB, while the third design will be printed monopole on Teflon substrate which operates at frequency of 5.5 GHz and results a gain of 3.078 dB, all the designs has same substrate and patch dimensions of (24 X 30) mm and (15 X 19) mm respectively with unified thickness of 0.13mm. In this paper design some shapes are used to improve antennas performance like notches, edges, reflectors and circular in the middle with similar thickness dimensions of 0.035 mm. This study shows some antennas properties such as, radiation pattern, gain, and coupling coefficient which expressed in terms of the scattering parameter S11 are provided which are simulated using CST Microwave Studio.

PL

Cienka, elastyczna antena z nadrukiem jednobiegunowym została zaprojektowana na trzech różnych podłożach do pracy w trybie bezprzewodowym sieci lokalnej (WLAN). Pierwszy projekt to cienki monopolista wydrukowany na antenie z szybkowarstwowym podłożem, która działa na częstotliwości 5,5 GHz i zapewnia zysk 2,834 dB, następnie drugi projekt to wydrukowany monopol na antenie z podłożem krzemowym, która działa na częstotliwości 6,8 GHz i osiąga zysk wynoszący 4,841 dB, podczas gdy trzeci projekt zostanie wydrukowany jako monopol na podłożu teflonowym, które działa na częstotliwości 5,5 GHz i powoduje wzmocnienie o 3,078 dB, wszystkie projekty mają takie same wymiary podłoża i plamy wynoszące (24 x 30) mm i (15 x 19) mm odpowiednio o ujednoliconej grubości 0,13 mm. W tym projekcie papierowym zastosowano pewne kształty w celu poprawy wydajności anten, takie jak wycięcia, krawędzie, odbłyśniki i okrągły środek o podobnych wymiarach grubości wynoszących 0,035 mm. To badanie pokazuje, że niektóre właściwości anten, takie jak charakterystyka promieniowania, wzmocnienie i współczynnik sprzężenia wyrażone w postaci parametru rozpraszania S11, są symulowane przy użyciu CST Microwave Studio.

Słowa kluczowe

EN

antenna; compact antenna; fast-film substrate; monopole antenna; wireless applications

PL

antena; antena kompaktowa; podłoże szybkofilmowe; antena jednobiegunowa; zastosowanie bezprzewodowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 4
• Strony: 132--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Al-Saeedi Mustafa Murtdha

• Ministry of higher education and scientific research, Baghdad, Iraq

• https://orcid.org/0000-0001-8912-8761

autor

Al-Shaikhli Taha Raad

• Department of Computer Engineering Techniques, Al-Nisour University College, Baghdad, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-3913-9769

autor

Ahmed Wisam Raad

• Dijlah, University College, Baghdad, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-1899-8070

autor

Ibrahim A. M.

• Ministry of Trade/Development of private Sector,Baghdad, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-5087-5185

autor

Al-Tamimi Ahmed Raed

• Department of Computer Engineering Techniques, Al-Nisour University College, Baghdad, Iraq

• https://orcid.org/0009-0003-1952-7902

autor

Shairi Noor Azwan

• Elektronik dan Komputer (FTKEK), Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Melaka, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0002-4611-5116

Bibliografia

• [1] S. K. Dash, N. K. Panda, B. K. Behera, A. Bakshi, and J. R. Panda, “Microstrip-line fed Dual-band Folded G-shaped Antenna with Monopolar Characteristics for Application in WLAN,” in 2022 1st International Conference on Computational Science and Technology (ICCST), IEEE, Nov. 2022, pp. 963– 966.
• [2] S. B. Sharma, A. Ugle, and K. Parikh, “A Novel U-slot Aperture Coupled Annular-Ring Microstrip Patch Antenna for Multiband GNSS Applications,” 2020.
• [3] P. Garlapati, R. Chigula, H. Chilaka, S. Chilukuri, and M. Rangu, “A Circularly Polarized Multiband Multimode SIW antenna: Multi-band and multi mode SIW Antenna,” 2020.
• [4] Y. R. Ding and Y. J. Cheng, “A Tri-Band Shared-Aperture Antenna for (2.4, 5.2) GHz Wi-Fi Application with MIMO Function and 60 GHz Wi-Gig Application with Beam-Scanning Function,” IEEE Trans Antennas Propag, vol. 68, no. 3, pp. 1973–1981, Mar. 2020.
• [5] Y. R. Chen and W. S. Chen, “Design of MIMO WLAN 2.4/5.2/5.8 and 5G SUB-6 GHz antennas for laptop computer applications,” in Proceedings - 2020 International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition, iWEM 2020, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Aug. 2020.
• [6] AM Ibrahim, IM Ibrahim, NA Shairi., “Review isolation techniques of the MIMO antennas for Sub-6,” Prz. Elektrotechniczny. 2021 Jan 2;97(1):3-9.
• [7] W. F. Moulder, R. N. Das, A. C. Maccabe, L. A. Bowen, E. M. Thompson, and P. J. Bell, “Rigid-Flexible Antenna Array (RFAA) for Lightweight Deployable Apertures,” 2020.
• [8] H. A. Elmobarak, M. Himdi, X. Castel, S. K. A. Rahim, and T. K. Geok, “Flexible Patch Antenna Array Operating at Microwaves Based on Thin Composite Material,” IEEE Access, vol. 10, pp. 115663–115672, 2022.
• [9] AM Ibrahim, IM Ibrahim, NA Shairi., “Compact MIMO Antenna with High Isolation for 5G Smartphone Applications,”Journal of Engineering Science & Technology Review. 2019 Nov 1;12(6).
• [10] M. E. De Cos Gómez, A. Flórez Berdasco, H. Fernández Álvarez, and F. Las-Heras, “On the Way to Green IoT Antennas: Compact Ultra-Thin CPW-Fed Monopole on Tencel,” In2020 14th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2020 Mar 15 (pp.1-5), IEEE.
• [11] AD Khaleel, O Ghazali, AM Jawad, AM Ibrahim, M Mahmuddin, Al-Gburi AJ, Mahdi MN. Pattern reconfigurable dielectric resonator antenna using capacitor loading for internet of things applications. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2023 Aug;13(4):4145-51.
• [12] Y. Zhou, S. Sivapurapu, M. Swaminathan, and S. K. Sitaraman, “Mechanical and High-Frequency Electrical Study of Printed, Flexible Antenna under Deformation,” IEEE Trans Compon Packaging Manuf Technol, vol. 10, no. 7, pp. 1088–1100, Jul. 2020.
• [13] NA Shairi, FNM Yasin, A Othman, Z Zakaria, IM Ibrahim, HA Majid, MH Jamaluddin, , AM Ibrahim.,“Design and Analyses of Reconfigurable Dumbbell-Shaped and Modified H-Shaped DGSs in Millimeter Wave Band,” Przeglad Elektrotechniczny. 2023 Jul 1;99(7).
• [14] Y. Morimoto, T. Motegi, and O. Kagaya, “Flexible-substrate Microstrip Antenna Fed by Substrate Integrated Waveguide that Follows along Spacer for 5G Sub-6 Band,” in 2020 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and North American Radio Science Meeting, IEEECONF 2020 - Proceedings, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Jul. 2020, pp. 341–342.
• [15] ZT. Nayyef, ZH. Fahad, W. Raad, AM. Ibrahim., “Compact Multi Band Antenna Using DGS Technique,” InInternational Conference on Emerging Technologies and Intelligent Systems, 2022 Sep 2 (pp. 438-450). Cham: Springer International Publishing.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).