یک آنتن فشرده برای کاربردهای فوق پهن باند
چکیده
در این مقاله یک آنتن جدید فشرده فوق پهن باند (UWB) ارائه شده است. پایه و اساس دستیابی به چنین UWB ای، جفت کردن دو آنتن حلقه سکتوری کنار هم با چینش متقارن می باشد. آنتن های حلقه سکتوری جفت شده (CSLA) زیادی با پارامتر های هندسی مختلف ساخته شده اند و عملکرد اندازه گیری شده آن ها برای بهینه سازی تجربی پارامتر های آنتن به جهت دستیابی به حداکثر پهنای باند، استفاده شده است. در این فرایند بهینه سازی یک آنتن با VSWR کمتر از 2.2 ( S11 < -8.5 dB) در بازه فرکانسی 8:5:1 طراحی شده است. حداکثر ابعاد این آنتن در کمترین فرکانس کاری از 0.37 λ_0 کمتر بوده و خلوص قطبش بالایی تولید می کند. علاوه بر این آنتن الگوی تشعشع نسبتا ثابتی را نشان می دهد. نسخه های اصلاح شده ای از CSLA نیز به جهت کاهش سطح فلزی آنتن با حفظ خصوصیات پهن باند طراحی گردیده است. این امر طراحی آنتن های فرکانس پایین سبک وزن UWB را ممکن می سازد.
1- مقدمه
چند دهه پس از تحقیقات اولیه روی سیستم های بیسیم پهن باند (UWB) ، این سیستم ها کاربردهای زیادی مانند: رادارهای نفوذ به زمین، شبکه های بیسیم محلی کوتاه برد با نرخ داده بالا، سیستم های ارتباطی نظامی و رادارهای پالس کوتاه UWB برای کاربردهای رباتیک و اتومبیل، پیدا کرده اند. این سیستم ها به آنتن هایی نیاز دارند که قادر به عملکرد در بازه پهنای باند بزرگی بوده و در کل بازه قطبش آن ثابت باشد. در گذشته چند تکنیک برای طراحی آنتن های با آمپدانس پهن باند توسعه داده شده اند مانند: آنتن های موج متحرک و آنتن هایی با توپولوژی هایی که در چرخش متفاوت بوده و ذاتا پهن باند هستند و به کرات استفاده شده اند.
5- نتیجه گیری
یک UWB CLSA طراحی و نشان داده شد که دارای آمپدانس پهنای باند 8:5:1 می باشد. این آنتن در بازه فرکانسی 4:5:1 دارای پارامترهای تابشی پایدار بوده و در کل بازه فرکانسی 8:5:1 دارای خطوص قطبش علی می باشد. نسخه اصلاح شده این آنتن نیز با کاهش سطح فلزی و پارامترهای تابشی مشابه طراحی، ساخته و اندازه گیری شدند. علاوه بر این نتایج حاصل از اندازه گیری دامنه زمانی پاسخ-ضربه نشان می دهد که آنتن زمان پاسخ به سیگنالی که محتوای طیفی آن خارج از باند کاری آنتن نباشد را به صورت چشم گیر مختل نمی کند.
Abstract
A novel compact and ultrawide-band (UWB) antenna is presented in this paper. The basis for achieving such an UWB operation is through proper magnetic coupling of two adjacent sectorial loop antennas in a symmetrical arrangement. A large number of coupled sectorial loop antennas (CSLA) with different geometrical parameters are fabricated and their measured responses are used to experimentally optimize the geometrical parameters of the antenna for achieving the maximum bandwidth. Through this optimization process an antenna with a VSWR of lower than 2.2 (S/sub 11/<-8.5 dB) across an 8.5:1 frequency range is designed. The maximum dimension of this antenna is smaller than 0.37/spl lambda//sub 0/ at the lowest frequency of operation and provides an excellent polarization purity. Furthermore, the antenna exhibits a relatively consistent radiation pattern. Modified versions of the CSLA are also designed to reduce the overall metallic surface and weight of the antenna while maintaining its wide-band characteristics. This allows modifying its dimensions to design low frequency light-weight UWB antennas.
I. INTRODUCTION
Afew decades after the early investigations on ultrawide-band (UWB) wireless systems, they have found a wide range of applications including ground penetrating radars, high data rate short range wireless local area networks, communication systems for military, and UWB short pulse radars for automotive and robotics applications to name a few [1]. Such systems require antennas that are able to operate across a very large bandwidth with consistent polarization and radiation patterns parameters over the entire band. A number of techniques have been developed in past to design antennas with wide-band impedance matched characteristics. Traveling wave antennas and antennas with topologies that are invariant by rotation are inherently wide-band and have been extensively used [2]–[4].
V. CONCLUSION
A novel UWB CSLA is designed and is shown to have a 8.5:1 impedance bandwidth. The antenna has consistent radiation parameters over a 4.5:1 frequency range with excellent polarization purity over the entire 8.5:1 frequency range. Modified versions of this antenna, with reduced metallic surfaces and similar radiation parameters, were also designed, fabricated, and measured. Furthermore, the time domain impulse-response measurement results show that the antenna does not significantly distort the temporal response of a signal whose spectral content does not fall outside the operating band of antenna.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- مقدمه
2- آنتن حلقه سکتوری جفت شده
A- قواعد عملکرد
B- تحلیل حساسیت
C- پارامتر های تابشی
3- CSLA های اصلاح شده
4- اندازه گیری حوزه ی زمانی
5- نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. COUPLED SECTORIAL LOOP ANTENNA
A. Principle of Operation
B. Sensitivity Analysis
C. Radiation Parameters
III. MODIFIED CSLAS
IV. TIME DOMAIN MEASUREMENTS
V. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه