Миниатюризация и оптимизация антенны для многополосных применений с питанием от копланарного волновода на базе стеклотекстолита FR4

Abstract

В работе представлена уникальная миниатюризированная и оптимизированная многополосная антенна с питанием от копланарного волновода CPW (coplanar waveguide) для современных беспроводных коммуникаций. Новая методика использования модифицированной структуры заземления MGS (modified ground structure) и полос частотного сдвига FSS (frequency shifting strips) наряду со структурой заземления с дефектом DGS (defected ground structure) и нагрузкой метаматериалом MTM (metamaterial) применяется в данной конструкции с тем, чтобы обеспечить многочастотную работу. Предлагаемая антенна генерирует четыре отдельные полосы пропускания, определяемые по входному импедансу, и охватывает минимально необходимые частотные диапазоны сетей GSM 1800/1900, Wi-Fi/WLAN 5,2/5,5 ГГц и WiMAX 3,3/10,3 ГГц. Антенна имеет сравнительно небольшие размеры 17×20 мм2 и работает в частотных диапазонах 1,45–2,08; 2,87–3,44; 5,01–5,58 и 8,89–10,69 ГГц. Разработанная антенна смоделирована в программе Ansoft HFSS при помощи метода конечных элементов FEM (finite element method). В работе представлены характеристики этой антенны, включая коэффициент отражения, коэффициент усиления, КСВН, распределения поверхностного тока и электрического поля. Также исследованы основные структурные параметры антенны и их влияние на характеристики антенны.