AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe simulation results demonstrate that increasing the prism height significantly broadens the bandwidth.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, a novel microstrip antenna with elevated radiating edges is proposed to enhance impedance bandwidth. The radiating edges of the patch are elevated using right-angled triangular prisms. A parametric study is conducted by varying the prism height up to 10 mm. The resonance frequency is maintained at the 2.4 GHz ISM band during the simulations. The simulation results demonstrate that increasing the prism height significantly broadens the bandwidth. To validate the concept, a physical prototype with a 10 mm prism height is fabricated using 3D printing and PCB milling techniques. The measured results show that the proposed antenna achieves a bandwidth of 135 MHz. This is a significant improvement compared to the 50 MHz bandwidth of a conventional patch antenna. Furthermore, the proposed antenna achieves a gain of 6 dBi, offering an improvement over the conventional baseline. Additionally, the electric field distribution is presented and analyzed, and the proposed design is compared with relevant studies in literature. The measured and simulated reflection coefficients are in good agreement. The proposed antenna design offers an effective and practical solution for bandwidth enhancement.
Özet
Bu çalışmada, empedans bant genişliğini artırmak amacıyla ışıyan kenarları yükseltilmiş yeni bir mikroşerit anten önerilmektedir. Yamanın ışıyan kenarları, dik açılı üçgen prizmalar kullanılarak yükseltilmiştir. Prizma yüksekliği 10 mm’ye kadar değiştirilerek parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar sırasında rezonans frekansı 2,4 GHz ISM bandında korunmuştur. Simülasyon sonuçları, prizma yüksekliğinin artırılmasının bant genişliğini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. Önerilen yaklaşımı doğrulamak amacıyla, 10 mm prizma yüksekliğine sahip fiziksel bir prototip 3B yazıcı ve PCB kazıma teknikleri kullanılarak üretilmiştir. Ölçüm sonuçları, önerilen antenin 135 MHz bant genişliğine ulaştığını göstermektedir. Bu değer, geleneksel bir mikroşerit antenin 50 MHz bant genişliğine kıyasla önemli bir iyileşmeye karşılık gelmektedir. Ayrıca, önerilen anten 6 dBi kazanç elde ederek geleneksel referans antene göre iyileşme sağlamaktadır. Bunun yanı sıra, elektrik alan dağılımı sunulmuş ve analiz edilmiş; önerilen tasarım literatürdeki ilgili çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Ölçülen ve simüle edilen yansıma katsayıları birbiriyle iyi uyum göstermektedir. Sonuç olarak, önerilen anten tasarımı bant genişliğini artırmak için etkili ve uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır.