بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله آنتن میکرواستریپ فراپهن باند به شدت کوچک شدهی فراپهن باند و دوقطبی با تلفات بازگشتی کمتر از 10 - دسیبل در محودهی فرکانسی 3 تا 11 گیگاهرتز برای استفاده در حسگرهای مخابراتی مورد بررسی قرار گرفته است. این دارای ساختار زمین ناقص و پتچ تشعشع کنندهی مستطیلی است که برای افزایش پهنای باند یک شکاف به شکل حلقهای دایرهای شکل ایجاد شده است.
آنتن مذکور دارای یک تغذیهی میکرواستریپ است. نتایج شبیهسازی آنتن با اندازهگیری مطابقت دارد. پارامتر تلفات بازگشتی آنتن مورد اندازهگیری قرار گرفته است. این آنتن همزمان با نرم افزار های HFSS - High Frequency Structure Simulator - و CST - Computer Simulation Technology - شبیه سازی شده است. این نسبت به آنتن های پیشین بسیار کوچکتر است - ابعاد کلی آنتن به صورت 9.7mm*12mm*1.6mm است - که دارای دو پلاریزاسیون خطی و دایروی است. این آنتن بر روی زیرلایهای از جنس FR4 با ضریب دی الکتریک 4,3 ساخته شده است و جنس هادیهای دو طرف مس است.
مقدمه
آنتن یکی از اجزای اصلی سیستمهای مخابراتی میباشد. با توجه به سیستمهای مخابراتی و نوع کاربرد آن، نوع آنتن مورد استفاده تغییر مییابد. در سالهای اخیر بعد از تعریف باند فرکانسی 3,1 گیگاهرتز تا 10,6 گیگاهرتز توسط FCC برای ارتباطات تجاری علاقه به تکنولوژی UWB افزایش یافته است
. امروزه آنتن های فراپهن باند به علت مزایای زیاد ای آنتن ها بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. انتقال سریع اطلاعات و پهنای باند بسیار زیاد این آنتن ها بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است [2] و .[3] از جمله آنتنهای فراپهن باند ارایه شده در مقالات گذشته میتوان به آنتن های مایکرواستریپ با ساختار هندسی فراکتال، شبه فراکتال و ساختار های ساده از جمله بیضی، حلقه، مربع، مستطی و.... اشاره کرد.
در این مقاله آنتن میکرواستریپ با پتچ تشعشع کننده ی مستطیلی که با استفاده از خط تغذیهی میکرواستریپ با مقاومت 50 اهم تغذیه میشود و دارای زمین ناقص است مورد بررسی قرار میگیرد. است. بر اساس نتایج شبیه سازی و تست آنتن، آنتن پیشنهادی دارای ویژگی های بسیار خوبی مانند ابعاد بسیار کوچک، پهنای باند امپدانسی گسترده، بهره و الگوی تابشی مناسب می باشد. در اینجا نشان می دهیم که با ایجاد یک شکاف حلقهای شکل در پتچ و استفاده از ساختار پلهای شکل در زمین پهنای باتد بسیار خوب از 3 گیگاهرتز تا 11 گیگاهرتز بدست آمده است.
پیکر بندی و طراحی آنتن تک قطبی
همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود آنتن مورد نظر دارای یک زیر لایه از جنس FR4 epoxy با ضریب گذردهی 4 ,4 و تانژانتن تلفات 0,024 و ابعاد 10mm * 16.5mm *1.6mm است. همانطور که از شکل مشهود است در بالای زیرلایه یک پتچ تشعشع کنندهی مستطیل شکل از جنس مس که یک شکاف به شکل حقه ی دایروی روی آن ایجاد شده است وجود دارد که به وسیله ی خط تغذیهی میکرواستریپ به صورتInset feed با مقاومت 50 اهم و عرض 2 میلیمتر تغذیه مشود. در طرف دیگر زیرلایه یک زمین مستطیلی شکل به شکل پلکانی و از جنس مس وجود دارد. ابعاد متناظر شکل در جدول 1 نمایش داده شدهاند.
نتایج شبیه سازی و اندازه گیری شده
برای آن که مشخصات کاری آنتن بدست آید، تاثیر تغییر در پارامترهای کلیدی طراحی را بایستی بر روی ضریب انعکاس ورودی یا همان تلفات بازگشتی - S_Parameter - مورد اندازه گیری قرار گیرد. نمودار تلفات بازگشتی شبیه سازی شده در شکل 3 و نمودار تلفات بازگشتی اندازهگیری شده نیز در شکل 4 نشان داده شده است. مفهوم این پارامتر، میزان موج بازگشتی از پورت یک میباشد که اگر این پورت تطبیق باشد مقدار این پارامتر کم میباشد.
