ENG
РУС
Поиск
Меню
О журнале
Политика открытого доступа
Редакционная коллегия
Редакционная политика
Редакционная этика
Правила рецензирования статей
Требования к оформлению статей
Формы представляемых документов
Рекомендации по оформлению ссылок на наш журнал
Редакция
Информация для подписчиков
Аннотации номера
Список авторов
Выпуски
Лицензионное соглашение
Порядок работы с персональными данными
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры













































doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-6-1205-1213

УДК 621.396.67

Проектирование микрополосковой патч-антенны на основе метаматериала SSRR для терагерцового диапазона с использованием алгоритма оптимизации Fennec Fox

Кумари С., Кумар А., Анбалаган Э., Кумар Т., Шарма М.


Читать статью полностью 
Язык статьи - английский

Ссылка для цитирования:
Кумари С., Кумар А., Анбалаган Э., Кумар Тоти К., Шарма М. Проектирование микрополосковой патч-антенны на основе метаматериала SSRR для терагерцового диапазона с использованием алгоритма оптимизации Fennec Fox // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 6. С. 1205–1213 (на англ. яз.). doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-6-1205-1213


Аннотация
Представлена конструкция микрополосковой патч-антенны на основе квадратного разъемного кольцевого резонатора (Square Split Ring Resonator, SSRR). Беспроводная технология связи переходит со стандарта 4G на стандарт 5G из-за необходимости снятия таких ограничений, как невысокая пропускная способность, большая задержка и потери на пути передачи данных. В следующем поколении сетей беспроводной связи для повышения скорости передачи данных применяется терагерцовая технология 5G. Применение микрополосковых патч-антенн в беспроводных технологиях значительно расширилось благодаря их низкой стоимости, простоте конструкции и процесса изготовления печатной платы. Однако в ряде случаев применение патч-антенн ограничивается малой полосой пропускания, небольшим коэффициентом усиления и низкой пропускной способностью. Для решения этих проблем используется алгоритм оптимизации Fennec Fox, который позволяет оптимизировать длину микрополосковой патч-антенны, усилить сигнал и снизить обратные потери. В качестве подложки использован бакелит. Ширина микрополосковой патч-антенны установлена в соответствии с наиболее подходящей выбранной длиной. Для увеличения полосы пропускания и коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) в качестве метаматериала применен резонатор на основе SSRR. Выполнена оценка спроектированной и существующих моделей микрополосковых патч-антенн. Оценочные значения параметров предлагаемой модели составили следующие величины: обратные потери –72,54 дБ, резонансная частота 1,11 ТГц, достигнутое усиление 15,25 дБ, значение КСВН 1,5646. Полученные значения параметров разработанной модели превосходят показатели существующих образцов. Таким образом, разработанная микрополосковая патч-антенна с использованием оптимизации Fennec Fox и метаматериала на основе квадратного разъемного кольцевого резонатора показала лучшие результаты в терагерцовом диапазоне.

Ключевые слова: беспроводная технология, прирост, резонансная частота, микрополосковая патч-антенна, MPA, квадратный разъемный кольцевой резонатор, SSRR

Список литературы
  1. Kim G., Kim S. Design and analysis of dual polarized broadband microstrip patch antenna for 5G mm Wave antenna module on FR4 substrate // IEEE Access. 2021. V. 9. P. 64306–64316. https://doi.org/10.1109/access.2021.3075495
  2. Acıkaya F.C., Yıldırım B.S. A dual-band microstrip patch antenna for 2.45/5-GHz WLAN applications // AEU-International Journal of Electronics and Communications. 2021. V. 141. P. 153957. https://doi.org/10.1016/j.aeue.2021.153957
  3. Davoudabadifarahani H., Ghalamkari B. High efficiency miniaturized microstrip patch antenna for wideband terahertz communications applications // Optik. 2019. V. 194. P. 163118. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.163118
  4. Alsawaf H.A. High gain of rectangular microstrip patch array in wireless microphones applications // Lecture Notes in Networks and Systems. 2022. V. 430. P. 503–517. https://doi.org/10.1007/978-981-19-0825-5_54
  5. Kanade T.K., Rastogi A., Mishra S., Chaudhari V.D. Analysis of rectangular microstrip array antenna fed through microstrip lines with change in width // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2022. V. 1354. P. 487–496. https://doi.org/10.1007/978-981-16-2008-9_46
  6. Thorat S.S., Chougule S.R. Design and investigation of compact microstrip patch array antennas for narrowband applications // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. V. 1089. P. 105–116. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1483-8_10
  7. Gnanamurugan S., Sivakumar P. Performance analysis of rectangular microstrip patch antenna for wireless application using FPGA // Microprocessors and Microsystems. 2019. V. 68. P. 11–16. https://doi.org/10.1016/j.micpro.2019.04.006
  8. Mishra R., Mishra R.G., Chaurasia R.K.,Shrivastava A.K. Design and analysis of microstrip patch antenna for wireless communication// International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019. V. 8. N 7. P. 663–666.
  9. Ezzulddin S.K., Hasan S.O., Ameen M.M. Microstrip patch antenna design, simulation and fabrication for 5G applications // Simulation Modelling Practice and Theory. 2022. V. 116. P. 102497. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2022.102497
  10. Sandhiyadevi P., Baranidharan V., Mohanapriya G.K., Roy J.R., Nandhini M. Design of Dual-band low profile rectangular microstrip patch antenna using FR4 substrate material for wireless applications // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 45. P. 3506–3511. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.957
  11. Geetharamani G., Aathmanesan T. Design of metamaterial antenna for 2.4 GHz WiFi applications // Wireless Personal Communications. 2020. V. 113. N 4. P. 2289–2300. https://doi.org/10.1007/s11277-020-07324-z
  12. Lavadiya S.P., Patel S.K., Maria R. High gain and frequency reconfigurable copper and liquid metamaterial tooth based microstrip patch antenna // AEU-International Journal of Electronics and Communications. 2021. V. 137. P. 153799. https://doi.org/10.1016/j.aeue.2021.153799
  13. Pattar D., Dongaokar P., Nisha S.L. Metamaterial for design of Compact Microstrip Patch Antenna // Proc. of the 2020 IEEE Bangalore Humanitarian Technology Conference (B-HTC). 2020. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/b-htc50970.2020.9297830
  14. Rajak N., Chattoraj N., Mark R. Metamaterial cell inspired high gain multiband antenna for wireless applications // AEU-International Journal of Electronics and Communications. 2019. V. 109. P. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.aeue.2019.07.003
  15. Vani H.R., Goutham M.A., Paramesha. Gain enhancement of microstrip patch antenna using metamaterial superstrate // The Applied Computational Electromagnetics Society Journal (ACES). 2019. V. 34. N 8. P. 1250–1253.
  16. Sağık M., Altıntaş O., Ünal E., Özdemir E., Demirci M., Çolak Ş., Karaaslan M. Optimizing the gain and directivity of a microstrip antenna with metamaterial structures by using artificial neural network approach // Wireless Personal Communications. 2021. V. 118. N 1. P. 109–124. https://doi.org/10.1007/s11277-020-08004-8
  17. Guttula R., Nandanavanam V.R., Satyanarayana V. Design and optimization of microstrip patch antenna via improved metaheuristic algorithm // Wireless Personal Communications. 2021. V. 120. N 2. P. 1721–1739. https://doi.org/10.1007/s11277-021-08531-y
  18. Suraj P., Behera B.R., Badhai R.K. Optimization of metamaterials-based Wi-Fi antenna using genetic algorithm // National Academy Science Letters. 2020. V. 43. N 4. P. 333–337. https://doi.org/10.1007/s40009-020-00876-5
  19. Shamim S.M., Uddin M.S., Hasan M.R., Samad M. Design and implementation of miniaturized wideband microstrip patch antenna for high-speed terahertz applications // Journal of Computational Electronics. 2021. V. 20. N 1. P. 604–610. https://doi.org/10.1007/s10825-020-01587-2
  20. Singh A., Mehra R.M., Pandey V.K. Design and optimization of microstrip patch antenna for UWB applications using Moth–Flame optimization algorithm // Wireless Personal Communications. 2020. V. 112. N 4. P. 2485–2502. https://doi.org/10.1007/s11277-020-07160-1
  21. Trojovská E., Dehghani M., Trojovský P. Fennec fox optimization: A new nature-inspired optimization algorithm // IEEE Access. 2022. V. 10. P. 84417–84443. https://doi.org/10.1109/access.2022.3197745
  22. Siddiky A.M., Faruque M.R.I., Islam M.T., Abdullah S. A multi-split based square split ring resonator for multiband satellite applications with high effective medium ratio // Results in Physics. 2021. V. 22. P. 103865. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2021.103865
  23. Palanivel Rajan S., Vivek C. Analysis and design of microstrip patch antenna for radar communication // Journal of Electrical Engineering & Technology. 2019. V. 14. N 2. P. 923–929. https://doi.org/10.1007/s42835-018-00072-y
  24. Darboe O., Konditi D.B.O., Manene F. A 28 GHz rectangular microstrip patch antenna for 5G applications // International Journal of Engineering Research and Technology. 2019. V. 12. N 6. P. 854–857.
  25. Ghosh J., Mitra D. Mutual coupling reduction in planar antenna by graphene metasurface for THz application // Journal of Electromagnetic Waves and Application. 2017. V. 31. N 18. P. 2036–2045. https://doi.org/10.1080/09205071.2016.1277959
  26. Sirmaci Y.D., Akin C.K., Sabah C. Fishnet based metamaterial loaded THz patch antenna // Optical and Quantum Electronics. 2016. V. 48. N 2. P. 168. https://doi.org/10.1007/s11082-016-0449-6


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2024 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика