[論文レビュー] Stacked Patch Antenna With Cross Slot Electronic Band Gap Structure

N. S. Raghava, Асок Де+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 2013

Microwave Engineering and Waveguides参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、クロススロット電子バンドギャップ（EBG）構造およびショートピンを統合したスタックドパッチアンテナを提案し、性能を向上させることを目的としている。プローブ給電位置の最適化とEBGのストップバンド特性を活用することで、2.586 GHzで99.06％の放射効率を達成し、無線通信用途における指向性の向上と表面波の低減を実証した。

ABSTRACT

A cross slotted electronic band gap (EBG) with stacked rectangular patches shorted with a shorting pin is proposed in this paper. The study is being done on how the various parameters are varied by changing the probe feed location. The design is constructed by using stacking of patches, shorting pin and cross slotted EBG to form an optimized antenna design with antenna efficiency of approximately 99.06%. The radiation patterns are given at 2.586 GHz which can be used for wireless communications.

研究の動機と目的

• 無線通信用途向けに、コンactなマイクロ波アンテナにおける放射効率および指向性の向上を目的とする。
• 電子バンドギャップ（EBG）構造を用いてパッチアンテナにおける表面波励起を低減することを目的とする。
• プローブ給電位置がスタックドパッチ構成における放射パターンおよび効率に与える影響を調査することを目的とする。
• スタックドパッチ、ショートピン、クロススロットEBG構造の統合を通じて、アンテナ性能を最適化することを目的とする。

提案手法

• 垂直にスタックされた2枚の放射パッチを有するスタックド矩形パッチアンテナを設計した。
• パッチとグランドプレーンを接続するショートピンを用い、帯域幅および利得を向上させた。
• グランドプレーンにクロススロットEBG構造をエッチングして、表面波を抑制し、ストップバンドを形成した。
• 放射効率およびパターン特性に与える影響を分析するために、プローブ給電位置をパrametricに変化させた。
• 所望の性能指標を達成するために、電磁界シミュレーションツールを用いてアンテナをシミュレートおよび最適化した。
• 最終的な設計は、2.586 GHzで測定された放射パターンおよび効率を用いて検証された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 プローブ給電位置の配置がスタックドパッチアンテナにおける放射効率および指向性にどのように影響するか？
• RQ2 クロススロットEBG構造は、パッチアンテナにおける表面波をどの程度効果的に抑制できるか？
• RQ3 パッチのスタック、ショートピンの追加、EBGの統合が、全体のアンテナ効率に及ぼす併合効果は何か？
• RQ4 提案された構造は、無線通信システムに適したコンactなサイズを維持しつつ、高い効率を達成できるか？

主な発見

• 提案されたアンテナは2.586 GHzで99.06％の放射効率を達成し、損失が最小限であることを示した。
• クロススロットEBG構造は表面波を効果的に抑制し、指向性および利得の向上に寄与した。
• 最適なプローブ給電位置の設定は、放射パターンの対称性および効率を顕著に向上させた。
• ショートピンを備えたスタックドパッチ構成は、単層設計と比較して帯域幅および利得を向上させた。
• 2.586 GHzにおける放射パターンは安定で指向性が高く、無線通信用途に適した性能を示した。