Wideband microstrip patch antenna for Sub 6 GHz and 5G applications

• Autorzy: Al-Gburi Ahmed Jamal Abdullah , Ibrahim Imran Bin Mohd , Zakaria Zahriladha , Nazli Nur Farzana Bt Mohd

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.11.04

Warianty tytułu

PL

Szerokopasmowa antena mikropaskowa dla aplikacji Sub 6 GHz i 5G

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper investigates a new shape of microstrip patch antenna designed for the sub 6 GHz range, including a 5G application. The proposed antenna was designed and simulated for the frequencies from 3.5 GHz up to 5 GHz using CST Software. The Rogers RT5880 substrate is used in this study and comes with 0.254 mm thickness and a dielectric constant of 2.2. The proposed antenna feeds by a quarter metallic ground plane attached with a microstrip feed line to improve the antenna impedance mismatch. The effects of the design variation parameters such as the size of the substrate, size of patch and size of the ground plane were observed and analysed in this study. The best antenna parameter was selected based on the return loss antenna performance. Lately, the finalised antenna was successfully simulated in terms of antenna performance.

PL

W tym artykule zbadano nowy kształt anteny mikropaskowej zaprojektowanej dla zakresu poniżej 6 GHz, w tym aplikacji 5G. Proponowana antena została zaprojektowana i zasymulowana dla częstotliwości od 3,5 GHz do 5 GHz przy użyciu oprogramowania CST. W tym badaniu zastosowano podłoże Rogers RT5880 o grubości 0,254 mm i stałej dielektrycznej 2,2. Proponowana antena jest zasilana przez ćwierć metalową płaszczyznę uziemienia połączoną z mikropaskową linią zasilającą, aby poprawić niedopasowanie impedancji anteny. W niniejszym badaniu zaobserwowano i przeanalizowano wpływ parametrów zmienności projektu, takich jak wielkość podłoża, wielkość płata i wielkość płaszczyzny podłoża. Najlepszy parametr anteny został wybrany na podstawie wydajności anteny z tłumieniem odbiciowym. Ostatnio ukończona antena została pomyślnie zasymulowana pod względem wydajności anteny.

Słowa kluczowe

EN

sub-6 GHz; microstrip patch antenna; wideband antenna; 5G application

PL

antena szerokopasmowa; komunikacja 5G

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 11
• Strony: 26--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Al-Gburi Ahmed Jamal Abdullah

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka

• https://orcid.org/+0000-0002-5305-3937

autor

Ibrahim Imran Bin Mohd

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka

autor

Zakaria Zahriladha

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka

• https://orcid.org/0000-0003-1467-405X

autor

Nazli Nur Farzana Bt Mohd

• Faculty of Electronics and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka

Bibliografia

• [1] H. Honkasalo, K. Pehkonen, M. T. Niemi, and A. T. Leino, “WCDMA and WLAN for 3G and beyond,” Proc. - 2001 Int. Conf. Third Gener. Wirel. Beyond, no. April, pp. 490–495, 2001.
• [2] B. Al-Manthari, H. Hassanein, and N. Nasser, “Packet scheduling in 3.5G high-speed downlink packet access networks: Breadth and depth,” IEEE Netw., vol. 21, no. 1, pp. 41–46, 2007.
• [3] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, M. Y. Zeain, and Z. Zakaria, “Compact Size and High Gain of CPW-fed UWB Strawberry Artistic shaped Printed Monopole Antennas using FSS Single Layer Reflector,” IEEE Access, vol. 8, no. 5, pp. 92697–92707, 2020.
• [4] D. M. Pozar and B. Kaufman, “Increasing the bandwidth of a microstrip antenna by proximity coupling,” Electron. Lett., vol. 23, no. 8, pp. 368–369, 1987.
• [5] I. M. Ibrahim, A. J. A. Al-gburi, Z. Zakaria, and H. A. Bakar, “Parametric Study of Modified U-shaped Split Ring Resonator Structure Dimension at Ultra-Wide-band Monopole Antenna,” J. Telecommun. Electron. Comput. Eng., vol. 10, pp. 2–5, 2018.
• [6] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “Gain Enhancement for Whole Ultra-Wideband Frequencies of a Microstrip Patch Antenna,” J. Comput. Theor. Nanosci., vol. 17, pp. 1469–1473, 2020.
• [7] Al-gburi, A.J.A., Ibrahim, I.M., Abdulhameed, M.K., Zakaria, Z., Zeain, M.Y., Keriee, H.H., Nayyef, N.A., Alwareth, H. and Khaleel, A.D., “A compact UWB FSS single layer with stopband properties for shielding applications,” Przegląd Elektrotechniczny, no. 2, pp. 165–168, 2021.
• [8] Kamaruddin, R.A.A., Ibrahim, I.B.M., Al-Gburi, A.J.A., Zakaria, Z., Shairi, N.A., Rahman, T.A. and Purnamirza, T., “Return Loss Improvement of Radial Line Slot Array Antennas on Closed Ring Resonator Structure at 28 GHz,” Przegląd Elektrotechniczny, vol. 1, no. 5, pp. 67–71, 2021.
• [9] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “Band-notch effect of U-shaped split ring resonator structure at ultra wideband monopole antenna,” Int. J. Appl. Eng. Res., vol. 12, no. 15, pp. 4782–4789, 2017.
• [10]H. H. Keriee, M. K. A. Rahim, N. A. Nayyef, Z. Zakaria, and A. J. A. Al-Gburi, “High gain antenna at 915 MHz for off grid wireless networks,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 9, no. 6, pp. 2449–2454, 2020.
• [11] M. K. Abdulhameed, M. S. Kod, and A. J. A. Al-gburi, “Enhancement of elevation angle for an array leaky-wave antenna,” Prz. Elektrotechniczny, no. 8, pp. 109–113, 2021
• [12] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, K. S. Ahmad, Z. Zakaria, M. Y. Zeain, M. K. Abdulhameed, and T. Saeidi “A miniaturised UWB FSS with Stop-band Characteristics for EM Shielding Applications,” Prz. Elektrotechniczny, no. 8, pp. 142–145, 2021.
• [13] M. Y. Zeain, M. Abu, A. J. A. Al-gburi, Z. Zakaria, R. Syahputri, and A. Toding, “Design of a wideband strip helical antenna for 5G applications,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 9, no. 5, pp. 1958–1963, 2020.
• [14] Zeain, M.Y., Zakaria, Z., Abu, M., Al-Gburi, A.J.A., Alsariera, H., Toding, A., Alani, S., Al-Tarifi, M.A., Al-Heety, O.S., Lago, H. and Saeidi, T., “Design of helical antenna for next generation wireless communication,” Prz. Elektrotechniczny, no. 11, pp. 96–99, 2020.
• [15] J. Liang, C. C. Chiau, X. Chen, and C. G. Parini, “Study of a printed circular disc monopole antenna for UWB systems,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 53, no. 11, pp. 3500–3504, 2005.
• [16] Al-Gburi, A.J.A., Ibrahim, I.M., Zakaria, Z., Zeain, M.Y., Alwareth, H., Ibrahim, A.M. and Keriee, H.H., “High Gain of UWB CPW-fed Mercedes-Shaped Printed Monopole Antennas for UWB Applications,” Prz. Elektrotechniczny, no. 5, pp. 70– 73, 2021.
• [17] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “A Miniature Raspberry Shaped UWB Monopole Antenna based on Microwave Imaging Scanning Technique for Kidney Stone Early Detection,” Int. J. Psychosoc. Rehabil., vol. 24, pp. 1755–1763, 2020.
• [18] A. J. A. Al-Gburi, I. Ibrahim, Z. Zakaria, and A. D. Khaleel, “Bandwidth and Gain Enhancement of Ultra-Wideband Monopole Antenna Using MEBG Structure,” ARPN J. Eng. Appl. Sci., vol. 14, no. 10, pp. 3390–3393.
• [19] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, Z. Zakaria, and A. D. Khaleel, “Gain Improvement and Bandwidth Extension of Ultra-Wide Band Micro-Strip Patch Antenna Using Electromagnetic Band Gap Slots and Superstrate Techniques,” J. Comput. Theor. Nanosci., vol. 17, pp. 985–989, 2020.
• [20] A. J. A. Al-gburi, I. M. Ibrahim, and Z. Zakaria, “An Ultra- Miniaturised MCPM Antenna for Ultra-Wideband Applications,” J. Nano Electron. Phys., vol. 13, no. 5, 2021.
• [21] A. J. A. Al-gburi et al., “High Gain of UWB Planar Antenna Utilising FSS Reflector for UWB Applications,” Comput. Mater. Contin., vol. 70, no. 1, 2022.
• [22] A. D. Khaleel, A. A.-R. T. Rahem, M. F. Bin Mansor, and C. K. Chakrabarty, “Design tri-band rectangular patch antenna for Wi-Fi, Wi-Max and WLAN in military band applications with radiation pattern suppression,” Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, vol. 10, no. 12, pp. 1445-1448, 2015.
• [23] M. K. Abdulhameed, S. R. Hashim, N. K. Abdalhameed, and A. J. A. Al-Gburi, “Increasing radiation power in half width microstrip leaky wave antenna by using slots technique,” Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 12, no. 1, 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).