استفاده از ساختارهای HIW و بهینه سازی آنها با استفاده از AMC به منظور کوچک سازی آنتن های مایکرواستریپ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

فرامواد ساختارهایی مصنوعی هستند که به دلیل خواص و کاربردهای متنوع در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. فرامواد اشاره به موادی دارد که به صورت طبیعی موجود نیستند و می بایست به صورت مصنوعی ساخته شوند. از جمله فرامواد معرفی شده در سال های اخیر، سطوح با امپدانس بالا ۳ هستند. این سطوح در مقابل تابش امواج الکترومغناطیسی به صورت مصنوعی بر حسب فرکانس کاری طراحی شده امپدانس بالایی از خود نشان می دهند. اخیرا ساختاری تحت عنوان خطوط امپدانس بالا ۴ پیشنهاد شده است که این ساختار عملکرد مشابهی برای حالت تک بعدی ایجاد می نماید. در این مقاله ابتدا به معرفی آنتن مایکرواستریپ می پردازیم که با استفاده از تکنیک شکاف دهی در خط تغذیه، نسبت به محل تغذیه غیر حساس شده و به راحتی تطبیق می گردد. در ادامه با استفاده از خطوط HIW به کوچک سازی آنتن مایکرواستریپ معرفی شده می پردازیم و در نهایت با رفع مشکل اصلی این خطوط در کوچک سازی آنتن، نمونه بهینه سازی شده ای با استفاده از ساختارهای AMC ارائه خواهیم نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Miniaturization of Microstrip Patch Antenna, Using High Impedance Wire Structures

نویسندگان [English]

  • Amir Jafargholi
  • Manouchehr Kamyab
Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

In this paper, a new feeding structure is applied in the patch antenna design to overcome undesirable features of the earlier multilayer feeding structures while maintaining their interesting features. To more readily understand the operation mechanism of proposed feeding structure, an efficient circuit model has been also presented. It is known that proximity and aperture coupled feeding structures are sensitive to the transverse feed point location. In contrast, the proposed feeding architecture is very easy to fabricate and it overcomes the alignment difficulties arising from the proximity and aperture coupled feeding structures. The CST simulation results, analytic results and measurement ones show good agreement with each other. Moreover, a new miniaturization technique which is based on using High Impedance Wire (HIW) structures has been introduced. Due to their artificial high permeability properties, using proposed method, someone may miniaturize conventional patch antenna without bandwidth and efficiency corruption. Applying suggested method to the proposed antenna structure, two different feeding structures have been designed and compared. Finally, by using AMC structures to load HIW, more miniaturization factor has been achieved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metamaterials
  • HIW
  • AMC
  • Antenna Miniaturization
  • Microstrip