This research presents a low-cost FR4 trapezoidal patch antenna design with multi-slot techniques combined with a microstrip feed for wireless communication applications at operating frequencies 2.45GHz ISM band. Initially, this research aimed to demonstrate the design and fabrication of a trapezoidal patch antenna with a radiating patch size of 47×25 mm. After that, the multi-slot technique is applied to reduce the patch size to 35×25 mm., as well as improve the bandwidth. The simulation results show that the antenna designed and presented in this research can support all of ISM bandwidth at the operating frequency of 2.45GHz., that is, it covers from 2.3957GHz to 2.5014GHz and has an antenna’s gain of 4.67 dB. The prototype antenna was built with FR-4 for measurements at a -10 dB bandwidth impedance of 2.3859GHz to 2.5020GHz, and a gain of 4.35 dB. The measurement results of the prototype antennas are consistent with the simulation results.
PL
Niniejsze badanie przedstawia niedrogą konstrukcję trapezoidalnej anteny krosowej FR4 z technikami wieloszczelinowymi w połączeniu z zasilaniem mikropaskowym do aplikacji komunikacji bezprzewodowej na częstotliwościach roboczych w paśmie ISM 2,45 GHz. Początkowo badania te miały na celu zademonstrowanie projektu i wykonania trapezowej anteny łatowej o promieniującym rozmiarze łaty 47 × 25 mm. Następnie stosowana jest technika wieloszczelinowa w celu zmniejszenia rozmiaru łatki do 35×25 mm., a także poprawy przepustowości. Wyniki symulacji pokazują, że zaprojektowana i zaprezentowana w badaniach antena może obsłużyć całe pasmo ISM przy częstotliwości roboczej 2,45 GHz, czyli obejmuje zakres od 2,3957 GHz do 2,5014 GHz i ma zysk anteny 4,67 dB. Prototypowa antena została zbudowana z FR-4 do pomiarów przy impedancji pasma -10 dB od 2,3859 GHz do 2,5020 GHz i wzmocnieniu 4,35 dB. Wyniki pomiarów prototypowych anten są zgodne z wynikami symulacji.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents the design of a 3D printed capsule-shaped dipole with a multi-slot antenna for ISM band centered at 2.45GHz. The mixed metallic composed of filament called ”Electrifi” was used as a conductive layer and Polylactic acid (PLA) filament as a support layer on the bottom side. The main objective of this research is to demonstrate the ability to design and construct capsule-shaped dipole with multi-slot antennas using conductive filament materials directly from a 3D printer. The results of the simulation showed that the proposed antenna can cover the entire ISM bandwidth at a central frequency of 2.45GHz. However, the 2D radiation pattern of the antenna is almost omni-directional on the YZ plane (xaxis). The simulation results showed that the maximum gain was 2.44dB and covered bandwidth from 2.19GHz to 2.80GHz. Finally, the measurement results showed that the impedance bandwidth of -10 dB was 2.04GHz to 2.59GHz, and the maximum gain was 2.35dB, at the frequency center was 2.45GHz, which was agree with the simulation results.
PL
W artykule przedstawiono projekt drukowanego w 3D dipola w kształcie kapsuły z anteną wieloszczelinową dla pasma ISM wyśrodkowanego na 2,45 GHz. Mieszany metaliczny złożony z filamentu o nazwie „Electrifi” został użyty jako warstwa przewodząca i filament kwasu polimlekowego (PLA) jako warstwa nośna na spodniej stronie. Głównym celem tych badań jest wykazanie możliwości zaprojektowania i zbudowania dipola w kształcie kapsuły z antenami wieloszczelinowymi z wykorzystaniem przewodzących materiałów filamentowych bezpośrednio z drukarki 3D. Wyniki symulacji pokazały, że proponowana antena może pokryć całe pasmo ISM przy centralnej częstotliwości 2,45GHz. Jednak charakterystyka promieniowania 2D anteny jest prawie dookólna na płaszczyźnie YZ (oś x). Wyniki symulacji wykazały, że maksymalny zysk wyniósł 2,44 dB i obejmował pasmo od 2,19 GHz do 2,80 GHz. Ostatecznie wyniki pomiarów wykazały, że pasmo impedancji -10 dB wynosiło od 2,04 GHz do 2,59 GHz, a maksymalne wzmocnienie 2,35 dB, w centrum częstotliwości 2,45 GHz, co było zgodne z wynikami symulacji.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.