A design of a compact wideband quadrature coupler based on metamaterial is presented at 3.5 GHz. The quadrature coupler is a significant component in beamforming networks with problems of narrow bandwidth and bulky size. The proposed quadrature coupler is designed with the implementation of composite right/left-handed (CRLH) arms metamaterial transmission line (TL). The metamaterial fingers are implemented in each branch section to reduce the size and improve the bandwidth. The proposed coupler is simulated using CST software and then fabricated on the FR4 substrate with (εr=4.4 and h=1.6 mm). The coupler performance achieved a fractional bandwidth of 55.42% operated at 2.25 GHz to 4.19 GHz. The coupling factor at 3.5 GHz is -3 ±0.5 dB with a phase difference of 88.01°. Compared to conventional BLC, the proposed coupler achieved a size reduction of 40.43%. The proposed coupler is suitable to be used in future 5G beamforming applications.
PL
Przedstawiono projekt kompaktowego szerokopasmowego sprzęgacza kwadraturowego opartego na metamateriałach dla częstotliwości 3,5 GHz. Sprzęgacz kwadraturowy jest istotnym elementem w sieciach kształtujących wiązkę z problemami związanymi z wąskim pasmem i nieporęcznymi rozmiarami. Proponowany sprzęgacz kwadraturowy został zaprojektowany z wykorzystaniem kompozytowej linii transmisyjnej metamateriałów (TL) ramion prawo/lewoskrętnych (CRLH). Palce metamateriałów są zaimplementowane w każdej sekcji odgałęzienia, aby zmniejszyć rozmiar i poprawić przepustowość. Proponowany łącznik jest symulowany za pomocą oprogramowania CST, a następnie wytwarzany na podłożu FR4 przy (εr=4,4 i h=1,6 mm). Wydajność sprzęgacza osiągnęła ułamkową przepustowość 55,42% przy pracy w zakresie od 2,25 GHz do 4,19 GHz. Współczynnik sprzężenia przy 3,5 GHz wynosi -3 ±0,5 dB przy różnicy faz 88,01°. W porównaniu z konwencjonalnym BLC, proponowany łącznik pozwolił zmniejszyć rozmiar o 40,43%. Proponowany sprzęgacz nadaje się do wykorzystania w przyszłych zastosowaniach kształtowania wiązki 5G.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work focuses on the miniaturized ultra wide-band (UWB) monopole antenna with triple notch filters.(The designing process of the proposed antenna starts from analyzing the circular patch antenna followed by modified slot structures with cutting four triangle shapes at the patch edges. The triple notch filters are designed based on the U-shape resonator placed on the antenna patch to obtain triple-band rejection. The proposed triple-notch filters are located at both sides of the dielectric substrate, meaning that two of them are placed at both sides of the microstrip feed line, and the last notch is arranged at the ground plane of the substrate. The triple U-shaped notch filters exhibited a filtering response covering various frequencies, including WLAN ((5.15 GHz - 5.35 GHz and 5.725 GHz - 5.825 GHz), uplink of X-band satellite communication systems from 7.9 GHz up to 8.4 GHz) .
PL
Ta praca koncentruje się na zminiaturyzowanej ultraszerokopasmowej antenie monopolowej (UWB) z potrójnymi filtrami wycinającymi. (Proces projektowania proponowanej anteny rozpoczyna się od analizy okrągłej anteny krosowej, a następnie zmodyfikowanych struktur szczelinowych z wycięciem czterech trójkątnych kształtów na krawędziach plastra. Filtry z potrójnym wycięciem są zaprojektowane w oparciu o rezonator w kształcie litery U umieszczony na plastrze anteny w celu uzyskania potrójnego tłumienia pasma.Proponowane filtry z potrójnym wycięciem znajdują się po obu stronach podłoża dielektrycznego, co oznacza, że dwa z nich są umieszczone po obu stronach po bokach linii zasilania mikropaskowego, a ostatnie wycięcie jest umieszczone na płaszczyźnie uziemienia podłoża. Potrójne filtry wycinające w kształcie litery U wykazywały odpowiedź filtrowania obejmującą różne częstotliwości, w tym WLAN ((5,15 GHz - 5,35 GHz i 5,725 GHz - 5,825 GHz), uplink systemów komunikacji satelitarnej w paśmie X od 7,9 GHz do 8,4 GHz).
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a deep analysis of coplanar waveguide (CPW) feed Planar antenna for frequencies from 2.6 GHz up to 13.6 GHz, which covers the authorised Ultra-wideband (UWB) from 3.1-10.6GHz and the X-band from 8-12GHz applications. The Parametric analysis will help the researchers understand antenna parameters' effects on the reflection coefficient (S11) variations. These important parameters are the length of the CPW fed (Cl), the width of the substrate (W), the width of the feed-line (Wf) and the gap between the feed-line and CPW disk (g). The total physical planar antenna dimension is 26 mm × 26mm × 1.6 mm, corresponding to the centre frequency range at 7.5 GHz. The UWB CPW planar antenna is fed via a coplanar waveguide (CPW) to attain the best impedance matching for UWB systems. The presented CPW planar antenna has an impedance UWB bandwidth of 11.0 GHz from 2.6 GHz up to 13.6 GHz at −10 dB return loss. The simulated UWB planar antenna displays an omnidirectional radiation behaviour with a simulated gain of 7.3 dB at 13.6 GHz, a directivity of 7.5 dBi at 13.6 GHz and favourable radiation efficiency of 97%. The presented antenna has the specialised prospect to be used for UWB and X-band systems.
PL
W artykule przedstawiono dogłębną analizę współpłaszczyznowej anteny falowodowej (CPW) zasilającej planarną antenę dla częstotliwości od 2,6 GHz do 13,6 GHz, która obejmuje autoryzowane aplikacje ultraszerokopasmowe (UWB) w zakresie 3,1-10,6 GHz oraz pasmo X w zakresie 8-12 GHz . Analiza parametryczna pomoże naukowcom zrozumieć wpływ parametrów anteny na zmiany współczynnika odbicia (S11). Tymi ważnymi parametrami są długość podawanego CPW (Cl), szerokość podłoża (W), szerokość linii zasilającej (Wf) oraz szczelina między linią zasilającą a dyskiem CPW (g). Całkowity wymiar fizycznej płaskiej anteny wynosi 26 mm × 26 mm × 1,6 mm, co odpowiada środkowemu zakresowi częstotliwości przy 7,5 GHz. Antena planarna UWB CPW jest zasilana przez współpłaszczyznowy falowód (CPW), aby uzyskać najlepsze dopasowanie impedancji dla systemów UWB. Prezentowana antena planarna CPW ma pasmo impedancji UWB 11,0 GHz od 2,6 GHz do 13,6 GHz przy tłumieniu odbiciowym −10 dB. Symulowana antena planarna UWB wykazuje dookólne zachowanie promieniowania z symulowanym wzmocnieniem 7,3 dB przy 13,6 GHz, kierunkowością 7,5 dBi przy 13,6 GHz i korzystną wydajnością promieniowania 97%. Prezentowana antena ma specjalizowaną perspektywę do zastosowania w systemach UWB oraz w paśmie X.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a wideband planar microstrip antenna based on split ring resonator left-handed metamaterial (SRR-LHM) type at 3.5 GHz frequency for mid-band 5G mobile applications. The need to design a wideband antenna with good gain realising the proposed lower band spectrum for 5G technology is urgently demanded. To meet the requirements, microstrip technology and metamaterial are proposed. Firstly, the microstrip antenna is designed with a square patch and two longitude slots at 3.5 GHz. The metamaterial unit cell is designed individually based on the split ring resonator (left-handed metamaterial) SRR LHM type and then integrated with the developed antenna at the same band. The metamaterial is placed on the ground plane of the microstrip antenna. That will increase the bandwidth accordingly. The proposed metamaterial antenna is simulated and optimised using CST software. A good return loss of greater than 10 dB and impedance bandwidth of 1.04 GHz is obtained. This metamaterial antenna is a good candidate for mid-band 5G applications.
PL
W artykule przedstawiono szerokopasmową planarną antenę mikropaskową opartą na lewoskrętnym metamateriale z rezonatorem pierścieniowym (SRR-LHM) o częstotliwości 3,5 GHz do zastosowań mobilnych 5G w średnim paśmie. Pilnie potrzebna jest potrzeba zaprojektowania anteny szerokopasmowej z dobrym wzmocnieniem, realizującej proponowane dolne pasmo widma dla technologii 5G. Aby sprostać wymaganiom, proponuje się technologię mikropaskową i metamateriał. Po pierwsze, antena mikropaskowa została zaprojektowana z kwadratową łatą i dwoma szczelinami długości geograficznej o częstotliwości 3,5 GHz. Komórka elementarna metamateriału jest projektowana indywidualnie w oparciu o dzielony rezonator pierścieniowy (metamateriał lewoskrętny) typu SRR LHM, a następnie integrowana z opracowaną anteną w tym samym paśmie. Metamateriał umieszcza się na płaszczyźnie uziemienia anteny mikropaskowej. To odpowiednio zwiększy przepustowość. Proponowana antena metamateriałowa jest symulowana i optymalizowana za pomocą oprogramowania CST. Uzyskuje się dobrą tłumienność odbiciową większą niż 10 dB i szerokość pasma impedancji 1,04 GHz. Ta antena metamateriałowa jest dobrym kandydatem do zastosowań 5G w średnim paśmie.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper aims to investigate and design a radial line slot array antenna (RSLA) with closed ring resonator (CRR) for return loss improvement. The CRR printed on a dielectric substrate with a circumference alignment position attached to the RLSA antenna. The CRR structure used the combination of the four rings with a rectangular shape and showed a response in the range of 25.30 GHz up to 31.40 GHz. It is worth mentioning that applying a gap cavity height (h) of the superstrate layer to the CRR structure is needed to improve the return loss significantly. However, as the superstrate layer of the CRR structure is increased the value of the gap cavity height must be adjustable to ensure that the return loss is maintained at the same resonant frequency. The return loss performance showed a significant improvement from -10.30 dB to -12.34 dB for λ/4 gap between the antenna and the superstrate.
PL
Artykuł ma na celu zbadanie i zaprojektowanie radialnej anteny liniowej z matrycą szczelinową (RSLA) z rezonatorem zamkniętym pierścieniem (CRR) w celu poprawy strat odbiciowych. CRR wydrukowany na podłożu dielektrycznym z pozycją wyrównania obwodu przymocowaną do anteny RLSA. Konstrukcja CRR wykorzystywała kombinację czterech pierścieni o prostokątnym kształcie i wykazywała odpowiedź w zakresie od 25,30 GHz do 31,40 GHz. Warto wspomnieć, że zastosowanie wysokości wnęki szczelinowej (h) warstwy superstratu do struktury CRR jest potrzebne do znacznej poprawy strat powrotnych.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper proposes a high gain, and a new shape of an Ultra-wideband (UWB) Mercedes-Shaped printed monopole (MPM) antenna feds by a coplanar waveguide (CPW) designed to use for UWB applications. The Mercedes patch shaped consists of a circular ring embedded with threelegged leads to enhance the antenna bandwidth. The antenna has an electrical dimension of 1.2λo× 1.2λo× 0.039λo at the centre operating frequency of 7.35 GHz. The MPM antenna provides a bandwidth of 10.5GHz covering the licensed UWB frequencies, starting from 2.1 GHz to12. 6 GHz. The MPM antenna exhibited a max gain of 6.88 dB at 8.6 GHz with a significant radiation efficiency of 97.4%. The coverage bandwidth of the proposed MPM antenna is wide enough to be used for UWB and radar applications.
PL
W artykule zaproponowano duży zysk i nowy kształt ultraszerokopasmowej (UWB) drukowanej anteny jednobiegunowej (MPM) w kształcie Mercedesa, zasilanej przez falowód współpłaszczyznowy (CPW) zaprojektowanej do zastosowań UWB. Element w kształcie Mercedesa składa się z okrągłego pierścienia osadzonego w trójnożnych przewodach w celu zwiększenia przepustowości anteny. Antena ma wymiar elektryczny 1,2λo × 1,2λo × 0,039λo przy środkowej częstotliwości roboczej 7,35 GHz. Antena MPM zapewnia szerokość pasma 10,5 GHz pokrywającą licencjonowane częstotliwości UWB, zaczynając od 2,1 GHz do 12. 6 GHz.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A new design for array leaky-wave antenna to achieve high elevation angle and obtain high radiation pattern on boresight is proposed in this study. Two half-width microstrip leaky-wave antennas are placed horizontally and used one fed probe between them. The other side of the halfwidth used lumped element (matching load 50 ohm). An array of vias was used to connect the radiation element with the ground plane to make the microstrip line work in the first high order mode. The main beam direction can be changed by control the reactance of the microstrip line with the free edges of radiation elements and the ground. This controlling led to the use of two vertical vias array alone the radiation element of each antenna. The simulated result produced a high matched bandwidth of the array of 800 MHZ (4.2- 5) GHz. The direction of the main beam scanning towards in boresight with maximum gain 12.9 dBi. The elevation angle can be scanning between 22o to 65o. The proposed antenna is promising to the C-band applications.
PL
W opracowaniu zaproponowano nowy projekt anteny z falą wyciekającą w celu uzyskania dużego kąta elewacji i uzyskania poprawy charakterystyki promieniowania podczas celowania. Dwie mikropaskowe anteny z falą wyciekającą o połowie szerokości są umieszczone poziomo i umieszcza się między nimi jedną sondę zasilaną. Druga strona półszerokości zastosowano pasujące obciążenie 50 omów. Do połączenia elementu radiacyjnego z płaszczyzną uziemienia zastosowano szereg przelotek, aby linia mikropaskowa działała w pierwszym trybie wysokiego rzędu. Kierunek wiązki głównej można zmienić, kontrolując reaktancję linii mikropaskowej ze swobodnymi krawędziami elementów radiacyjnych i uziemienia. To sterowanie doprowadziło do użycia dwóch pionowych szyków przelotek, które same stanowią element radiacyjny każdej anteny. Symulowany wynik dał wysoką dopasowaną przepustowość macierzy 800 MHz (4,2-5) GHz. Kierunek skanowania wiązki głównej w kierunku celownika z maksymalnym wzmocnieniem 12,9 dBi. Kąt elewacji może być skanowany w zakresie od 22o do 65o. Proponowana antena jest obiecująca dla zastosowań w paśmie C.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper aims to present a miniaturised and new design of ultra-wideband (UWB) frequency selective surface (FSS) with stopband characteristics for electromagnetic (EM) shielding applications. The modelled FSS used the integration of a two parallel conductive metallic patch with a circular loop structure. The FSS provided a UWB stopband filter response covering a bandwidth of 10.5 GHz, for frequencies from 2.2 GHz to 12.7 GHz. The proposed FSS had a compact physical dimension of 5 mm × 5 mm × 1.6 mm, with a printed array of 19 × 19 FSS unit cells. An equivalent circuit configuration (ECC) was used to verify the FSS unit cell structure’s performance. The proposed FSS was identified to contribute towards independent polarisation for obliques incidences transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarisations from 0° to 20°. Besides, the performance of the proposed FSS is stable over a wide range of incident angles for TE and TM polarisations.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie zminiaturyzowanej i nowej konstrukcji ultraszerokopasmowej (UWB) powierzchni selektywnej częstotliwości (FSS) o charakterystyce pasma zaporowego do zastosowań w ekranowaniu elektromagnetycznym (EM). W modelowanym FSS wykorzystano integrację dwóch równoległych przewodzących metalowych łat ze strukturą pętli kołowej. FSS zapewnił odpowiedź filtra pasma zaporowego UWB, obejmującą pasmo 10,5 GHz, dla częstotliwości od 2,2 GHz do 12,7 GHz. Proponowany FSS miał kompaktowy wymiar fizyczny 5 mm × 5 mm × 1,6 mm, z nadrukowaną macierzą 19 × 19 komórek jednostkowych FSS. Do weryfikacji działania struktury komórki elementarnej FSS zastosowano równoważną konfigurację obwodu (ECC). Zaproponowana FSS została zidentyfikowana jako przyczyniająca się do niezależnej polaryzacji dla skośnych padań poprzeczna polaryzacja elektryczna (TE) i poprzeczna magnetyczna (TM) polaryzacja od 0° do 20°. Poza tym wydajność proponowanego FSS jest stabilna w szerokim zakresie kątów padania dla polaryzacji TE i TM.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A compact and simple structure of ultra-wideband (UWB) frequency selective surface (FSS) single layer was formed to obtain stopband characteristics in this study. The proposed FSS is made of a modified square loop (MSL) structure with an electrical size of 0.15λ0 ×0.15λ0 × 0.041λ0 and is printed on a single side of the dielectric FR4 substrate. To determine the FSS unit cell structure’s behaviour, an equivalent circuit model (ECM) was introduced. Based on the observations, the designed FSS achieved a bandwidth of 10GHz (2.6-12.6 GHz) with -10dB of return loss performance. Hence, the proposed FSS was identified to contribute towards stable angular stability for transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarisations from 0° to 45°. Overall, the simulated results were in high-grade harmony compared to the measured results.
PL
Przedstawiono prostą kompaktową antenę szerpokopasmową z możliwością tworzenia pasma zaporowego. Antena ma modyfikowana pętlę kwadratowa o elektrycznym rozmiarze 0.15λ0 ×0.15λ0 × 0.041λ0 I jest drukwana na jednej stronie dielektryka FR4. Na podstawie badań określono pasmo anteny na 2.6 – 12.6 GHz.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.