Article

Article title STUDY CONFORMAL LOW-PROFILE PATCH ANTENNA
Authors N.N. Kisel, S.G. Grishchenko D.S. Derachits
Section SECTION IV. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES
Month, Year 03, 2015 @en
Index UDC 621.396.67
DOI
Abstract Due to the increasing demand of low cost solutions for RF and microwave communication systems, the microstrip flat antenna, has undergone tremendous growth recently. Though the models used in analyzing microstrip structures have been widely accepted, the effect of curvature on antenna performance has not been studied in detail. Low profile, low weight, low cost and its ability of conforming to curve surfaces. Applications of microstrip structures include planes, rocket, radars and communication industry. Some advantages of conformal antennas over the planer microstrip structure include, easy installation, randome not needed, capability of embedded structure within composite aerodynamic surfaces. Study of the characteristics of conformal microstrip rectangular antenna located on the cylindrical surface are given in the paper. Software FEKO was used for electromagnetic simulation of antenna characteristics. Optimization design of planar microstrip antenna for minimum VSWR made in the article. Generalized dependences of the radius of curvature of the antenna resonant frequency at different orientations of microstrip antennas on cylindrical surface is obtained. It is shown that with decreasing curvature of the resonant frequency of the antenna is shifted towards higher frequencies with the deformation of the antenna on a cylindrical surface in the E-plane, whereas when the deformation of the antenna on a cylindrical surface in the H-plane with decreasing curvature of the resonant frequency of the antenna is shifted in the direction of decreasing frequency. For conformal microstrip antenna the place of feed, optimal from the point of view of minimum VSWR is not the same as with the case of a flat antenna and place of feed point depends on the radius of curvature. It is shown that the curvature of the microstrip antenna greatly affects VSWR and return loss.

Download PDF

Keywords A microstrip antenna; VSWR.
References 1. Воскресенский Д.И., Филиппов B.C. Антенны / Под ред. Д. И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1985. – Вып. 32. – С. 4-17.
2. Нефедов Е.И., Козловский В.В., Згурский А.В. Микрополосковые излучающие и резонансные устройства. – Киев: Техника. 1990. – 160 с.
3. Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. – Изд-во: М.: Радио и связь, 1986. – 144 с.
4. Панченко Б.А., Нечаев Ю.Б. Характеристики излучения полосковых антенн на подложках ограниченных размеров – Воронеж: ВГУ, 1992. – 91 с.
5. Панченко Б.А., Князев С.Т., Нечаев Ю.Б. Электродинамический расчет характеристик излучения полосковых антенн. – М.: Радио и связь, 2002. – 256 с.
6. Pozar D.M. Radiation on scattering from a microstrip patch on a uniaxial substrate // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1987. – Vol. 35. – P. 613-621.
7. Mosig I.R. A dynamic radiation model for microstrip structures // Advances in Electronics and Electron Physics. – 1982. – Vol. 59. – P. 139-234.
8. Mosig I.R. Analytical and numerical techniques in the Greens function treatment of microstrip antennas and scatters // IEE Proceeding. – 1983. – Pt. H. – Vol. 130. – P. 175-182.
9. Mosig I.R. Arbitrarily shaped microstrip structures and their analysis with a mixed potential integral equation // IEEE Transactions on Microwave theory and Techniques. – 1988. – Vol. – P. 314-323.
10. Нечаев Ю.Б. Исследование широкополосности прямоугольного микрополоскового элемента цифровой антенной решетки // Вестник ВТТУ. – 2009. – Т. 5. – № 5. – C. 90-95:
11. Нечаев Ю.Б., Борисов Д.Н., Панкова М.А. Параметрическая оптимизация геометрии микрополосковых излучателей по критерию максимальной широкополосности // Вестник ВГТУ. – 2009. – Т. 5, №' 5. – C. 219-221.
12. Нечаев Ю.Б., Борисову Д.Н., Панкова М.А. Электродинамические характеристики одно-и многослойных микрополосковых антенн на плоском экране // Теория и техника радиосвязи. Специальный выпуск. – 2009. – Вып. 5. – C. 45-54.
13. Kumar G., Ray K.P. Broadband microstrip antennas// Artech House antennas and propagation library. – 2003. – 407 p.
14. Lee K.F. Experimental and Simulation Studies of the Coaxially Fed U-Slot Rectangular Patch Antenna // IEE Proc. Microwaves, Antennas Propagation. – 1997. – Vol. 144, Pt-H. – №. 5. – P. 354-358.
15. Подторжнов О.М., Воробьева З.М. Печатные полосковые антенны // Обзоры по элекnронной технике. Серия: «Электроника СВЧ». – М.: ЦНИИ «Электроника». – 1982. – Вып. 8 (902). – 54 с.
16. Mosig I.R. A dynamic radiation' model for microstrip structures // Advances in Electronics and Electron Physics. – 1982. – Vol. 59. – P. 139-234.
17. Munson R.E. Conformal microstrip antennas and microstrip phased arrays // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1974. – Vol. 22. – P. 84-88.
18. Derneryd A. Linearly polarized microstrip antennas// IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1976. – Vol. 24. – P. 846-851.
19. Pues M. Accurate transmission line model for the rectangular microstrip antenna // IEE Proceeding. – 1984. – Vol. 131, Pt.H.P. – P. 334-340.
20. Lo Y.T. Perturbation approach to design of circullary polarized microstrip antennas // Electronic letters. – 1981. – P. 383-385.
21. Lo Y.T. Theory and experiment on microstrip antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1979. – Vol. 27. – P. 137-145.
22. Deshpande M.D. Input impedance of microstrip antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1982. – Vol. 30. – P. 645-650.
23. Handbook of Microstrip Antennas / Edited by JR James & PsHall. Published by: Peter Peregrinus Ltd., London, United Kingdom. – 1989. – P.1312 .
24. Zhi Ning Chen. Broadband Planar Antennas. Design and Applications. John Wiley & Sons. – 2006. – P. 242.
25. Fang D.G. Antenna Theory and Microstrip Antenna. CRC Press. Taylor & Francis Group, 2010. – 296 р.
26. Ноаман Х.И.А., Галеб Х.А.Н., Кисель Н.Н. Моделирование и оптимизация характеристик микрополосковой антенный для WIMAX связи // В сборнике: Новые технологии и проблемы технических наук Сборник научных трудов по итогам международной научно-
практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. – Красноярск, 2014. – С. 115-118.
27. Галеб Х.А.Н., Ноаман Х.И.А., Кисель Н.Н. Моделирование и оптимизация характеристик микрополосковой антенны с использованием SIMPLEX-метода // В сборнике: Новые технологии и проблемы технических наук Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. – Красноярск. 2014.г. Красноярск. – 2014. – С. 118-121.
28. Хамед М., Кисель Н.Н. Моделирование характеристик микрополосковой антенной решетки S-диапазона // В сборнике: Новые технологии и проблемы технических наук Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. – Красноярск. – 2014. – С. 121-124.
29. Киcель Н.Н., Грищенко С.Г. Численное моделирование системы антенна-обтекатель // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 5 (130). – С. 104-108.
30. Кисель Н.Н., Грищенко С.Г., Серов К.А. Моделирование системы антенна-обтекатель с использованием CST MICROWAVE STUDIO // Антенны. – 2010. – № 2. – С. 38-43.
31. Кисель Н.Н. Моделирование прикладных задач электродинамики и антенн на супервычислительной системе в пакете FEKO: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ЮФУ. – 2013. – 326 с.
32. Кисель Н.Н., Грищенко С.Г., Кардос Д.А. Оптимизация параметров комбинированной микрополосковой антенны // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 11 (136). – С. 25-31.

Comments are closed.