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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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超宽带微带贴片天线的回波损耗减少

Vishal Sundarrajan Niranjan拉维,Vetrivel双边带
是学生,ECE称,PSNA工程与技术学院Dindigul Tamilnadu、印度
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文摘

在本文中,我们介绍了一个简单的微带贴片天线在超宽带(UWB) 3 - 10.26 GHZ的频率范围减少回波损耗低至-26分贝。该天线模拟使用广告(先进的设计系统),一个射频电子设计自动化软件,微波和高速数字应用程序和硬件制造相同的进行了。仿真结果显示了- 30 dB的回波损耗,按照制作天线的回波损耗。硬件制作和软件模拟的结果比较和其他仿真结果如功率辐射,有效角,方向性,增益也发现。

关键字
微带,超宽带(UWB),回波损耗,广告(先进的设计系统)

介绍
超宽频无线(UWB)是一个新兴技术与一些独特的有吸引力的功能,这是其他领域的结合研究,如无线通信、雷达、和医学工程领域。正式在2001年之前,超宽频主要在军事领域的应用是有限的。然而,自2002年以来,FCC(联邦通信委员会)逐渐允许这些带宽的商业用途,这使得它有可能每个普通人都能受益的超宽频特性。联邦通信委员会(FCC)的频率调节,超宽频技术是从3.1 ghz 10.6 ghz。然而,在欧洲,从3.4 GHz频率包括两部分:4.8 GHz和6 GHz 8.5 GHz。
超宽带(UWB)的光谱可用于商业应用程序提供了我们一个机会来实现高速无线通信和高精度位置应用程序。超宽频技术的重要研究领域之一,很多创新的超宽频天线宽带和小型化技术多年来一直极大地发明和发展。[3]。摘要现有的一个紧凑的设计和施工的微带天线提出了超宽带(UWB)。该天线具有4.1 GHz 10 GHz之间操作的能力。天线参数研究了频域分析显示其能力作为一个有效的辐射单元。此外,时域超宽频系统的高斯脉冲激励分析也证明了。[2]。小说技术提高传统平面三角形单极天线的带宽(PTMA)。有两个对称的干硬后从平地平面扩展,4:1的阻抗带宽的一个重大进步。 [5]. Then, a new circular ultra-wideband fractal monopole antenna based on descartes circle theorem (DCT) with elliptical iterations is presented. The proposed fractal design is optimized for return loss of -15dB. Moreover, the proposed system has less weight and wind loading effect due to the fractal shape.SN khan 2008.The VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) and radiation pattern proved that antenna is a good candidate for UWB applications. However, in the existing paper the return loss is about -15 dB. For better transmission, the return loss should be less than -14 dB. So, in this paper we have reduced the return loss further to -26 dB in simulation and was verified using the Network analyzer in the hardware fabrication.

文献综述
一个紧凑的超宽带(UWB)单极天线有四个band-notched特点介绍了。该天线可以实现四人拒绝为3.4,5.7,8 - 11 GHz所需带宽只使用一个小说结构称为嵌套互补的开口环谐振器(CSRR)蚀刻在地平面。该方法用于获得四个带切口特征是由[7]首先提出的。天线有一个小维度35×27平方毫米。制作天线的电压驻波比和辐射模式,证明了天线设计的各种超宽频应用是一个很好的候选人。

提出了天线配置
微带贴片天线的设计:
最简单的一个矩形贴片天线由金属块的一侧介质衬底和地平面介质衬底的另一边。金属的厚度的补丁和地平面,t,非常小的波长相比(t < <λ)。然而,金属厚度t必须至少几倍皮肤深度。如果金属厚度小于趋肤深度欧姆损失补丁和地面飞机大大减少天线的辐射效率。衬底厚度h,其介电常数εr,天线的辐射参数中扮演很重要的角色。衬底厚度通常在0.002λ0 < h < 0.1λ0λ0is波长在自由空间。衬底介电常数通常范围从2.2 <εr < 12。[4]
基本的长度和宽度给出了以下方程。
图像
b .介电常数的衬底(εr):
的介电材料用于微带贴片天线的设计与εr FR4 = 4.4,这个介质衬底的价值之一,是为了减少天线的大小。补丁操作的频率是选为3到10.26 GHZ。微带贴片天线设计为了排除传统天线的贴片天线是用于最紧凑的设备。因此天线已经决定的高度为1.6毫米。一个矩形贴片天线的设计过程;很容易在制造也分析和预测的性能。天线的设计在过程3 - 10.26 GHz频率使用εr = 4.4的介电材料的介电损耗角正切(tanδ)= 0.019和1.6毫米的高度。
c .馈电点的决心:
因为饲料已指定类型和参数计算。匹配的阻抗是50Ω。为了有一个匹配阻抗的连接器必须放置在某种距离边缘匹配的50Ω。有一个所采用的试验和错误的方法来检查回波损耗的最小值。
图像
天线是在环氧FR4基板上制作的。天线的尺寸34毫米* 36毫米(L * W)捏造FR-4环氧介质相对介电常数为4.4。设计天线的功能操作3 GHz 10.26 GHz 7.26 GHz之间带宽(fh-fl)。
图像

结果和讨论
微带贴片天线的设计:
图2说明了模拟和测量天线的回波损耗与频率。根据模拟结果,天线显示共振频率为7.840 GHz和S11回波损耗为-30.430 dB。天线展品回波损耗(S11) -26分贝以下提到的频率。
图像
b .天线参数:
天线参数获得的仿真软件使用广告。结果设计天线符合现有的微带贴片天线的价值减少80%的收益。增加超宽频的方向性,可以实现减少回波损耗和最大输出。
图像
图像
c .测量结果:
下面的图显示了网络分析仪的回波损耗测量。
图像
以下规格的天线是捏造的回波损耗和验证使用网络分析仪。结果显示一个好的赞美与仿真结果列表如下。
图像
因此比较表是来自下面的结果
图像

结论
因此从上面的结果很明显,回波损耗大大减少了以下规范。然而,重点主要是在超宽频频率范围增加带宽,本文提供了一个减少回波损耗达到最大输出。为了增加许多槽已经介绍了天线的带宽。未来的工作将由阵列系统扩展。

引用
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  2. 陈,z . N。,T. S. P. See, and X. Qing, 2007 ,’Small printed ultra wideband antenna with reduced ground plane effect’, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 55, 383
  3. 钟,K。,H. Park, and J. Choi, 2005,’Wideband microstrip-fed monopole antenna with a narrowslit, Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 47, No. 4, 400
  4. 汗,s . N。,J. Hu, J. Xiong, and S. He, (2008)’Circular fractal monopole antenna for low VSWR UWB applications’, Progress In Electromagnetics Research Letters, Vol. 1, 19 25,
  5. 李X。,L. Yang, S.-X. Gong, and Y.-J. Yang,(2009) ‘Ultra-wideband monopole antenna with four-band-notched characteristics’, Progress In Electromagnetics Research Letters, Vol. 6, 27
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  7. Lim K.-S。,M. Nagalingam, and C.-P. Tan, 2008’ Design and construction of microstripuwb an-tenna with time domain analysis’, Progress In Electromagnetics Research M, Vol. 3, 153
  8. Nagalingam, M。,2010 ‘Circular patch UWB antenna with time domain analysis’.
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  10. 西蒙斯,r . N。,2001Coplanar Waveguide Circuits, Components and Systems, John Wiley & Sons, NJ.
  11. Thiripurasundari d和d s阿,2013年,紧凑的双重带阻与sharpband-edge超宽频天线频率的,进步在电磁学研究快报,36卷,41岁。
  12. 杨,S.-L。年代。,K.-F. Lee, A. A. Kishk, and K. M. Luk,2008,’Design and study of wideband single feed circularly polarized microstrip antennas’, Progress In Electromagnetics Research, Vol. 80,
  13. 杨,t·w·a·戴维斯,2004年,“平面half-disk天线结构超宽频通讯”,Proc, IEEE Int。电脑天线传播,3卷,2508年
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