17262

17262

كوچك‌سازي آنتن ميكرواستريپ با استفاده از رولايه‌ي مبتني بر اَبرسطح الكترومغناطيسي با حفظ عملكرد آنتن

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

بهمن 1395

دكتر واجد سميعي

برق

آنتن ميكرواستريپ (MPA) ، در طول سه دهه‌ي گذشته مورد مطالعه و استفاده‌هاي زيادي قرار گرفته است. از فوايد اين آنتن مي‌توان به طراحي و كاربرد آسان، كوچك بودن، ساختار صفحه‌اي، قابليت مجتمع سازي آسان و ... اشاره كرد. حداقل ابعاد اين آنتن در حدود نصف طول موج مي‌باشد. در سال‌هاي اخير، با ظهور استانداردها و دستگاه‌هاي بي‌سيم فشرده جديد، نياز بر اين شد كه اندازه اين‌گونه آنتن‌ها كاهش يابد. ازجمله روش‌هاي كوچك‌سازي كه براي اين آنتن‌ها در سال‌هاي اخير استفاده‌شده، مي‌توان به بارگذاري دي‌الكتريك، تغيير شكل آنتن، استفاده از نقص و شكاف در زمين آنتن، استفاده از پست‌هاي اتصال كوتاه، استفاده از ساختارهاي فراموادي و ... اشاره كرد. در اين پايان نامه مي‌خواهيم با تعميم روش بارگذاري دي‌الكتريك، اندازه آنتن ميكرواستريپ را كاهش دهيم. درواقع يك اَبَرسطح الكترومغناطيسي را به‌عنوان رولايه طوري طراحي مي‌كنيم، كه در باند فركانسي اطراف باند فركانسي عملكرد آنتن داراي (ω)ε بالايي باشد. درنهايت استفاده از اين اَبَرسطح در روي آنتن ميكرواستريپ، باعث پايين آمدن فركانس رزونانس آن و درنتيجه كوچك‌سازي آنتن مي‌شود. كاهش اندازههايي كه با اين روش به‌دست‌آمده است، براي آنتن با يك رو لايه‌ي ابر سطح حدود 32 درصد در پچ تشعشع كننده و 28 درصد در ابعاد كلي آنتن بوده و براي آنتن با دو رولايه‌ي ابر سطح اين كوچك‌سازي براي پچ تشعشع كننده حدود 71 درصد و براي ساختار كلي آنتن 55 درصد است. چون در اينجا هدف كوچك‌سازي بوده است، لذا ساخت آنتن در باند فركانسي خاصي موردنظر نبوده ولي بااين‌حال طراحي يكي از آنتن‌هاي ساخته‌شده در باند WLAN مي‌باشد.

1396/03/02

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis, a novel method is proposed to employ metasurface for miniaturization of patch antenna. The metasurface is placed on top of the patch antenna (working as a superstrate). The main purpose of this paper is to reduce dimensions of antenna. So the metasurface superstrate is placed on top with no air gap and is in direct contact with the radiating patch. For affirming the reduction in size, another patch antenna, which has the same shape with primary antenna, is designed without using superstrate to operate with approximate similar performance at the frequency of the first antenna with metasurface superstrate. The results show that this method brings size reduction about 50% in the surface of antenna. In this method of miniaturization, the only factor in reducing the resonant frequency of primary antenna is metasurface superstrate (there is no feed line shift and no manual change in antenna dimensions). Therefor the antenna radiating parameters are affected only by metasurface superstrate. Consequently all the simulation results that are brought here, show the direct effect of metasurface superstrate on the patch antenna parameters.