تصميم وتنفيذ هوائيات قابلة للارتداء متعددة الحزم

الباحث

آية نبيل عبد الزهرة

المشرف

سنان ماجد عبد الستار - جواد كاظم علي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهربائية / هندسة الالكترونيك والاتصالات

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Wearable antennas;Multiband;Wireless applications;Flexible substrates

تعتبر الهوائيات المرنة والقابلة للأرتداء من بين الهوائيات التي بدأت تلعب دوراً مميزاً في أنظمة الاتصالات الحديثة وفي مختلف المجالات كالطبية والعسكرية وغيرها لما تمتلكه من ميزات تجعلها سهلة الاستخدام في أجهزة الأنظمة الحديثة. في هذه day bY تم تصميم وتحليل وتصنيع ثلاثة هوائيات صغيرة الحجم يمكن ارتداؤها لتطبيقات أنظمة الاتصالات اللاسلكية. الهوائي الأو ل هو هوائي ثنائي القطب (dipole) مدمج ثلاثي الحزم. في كل نصف من ثنائي القطب ، يحتوي العنصر المشع على ثلاثة تفرعات ، كل تفرع منها مسؤول عن أحد الحزم الثلاثة. وقد تم بناء هذا الهوائي على ركيزة مرنة من المطاط (rubber) بحجم mm?) 33.47<229761.5). عرض كل حزمة من هذه الحزم الثلاثة هو to 2.62 GHz) 2.38( ، to 3.57 GHz) 3.32( ، و to 5.41 GHz) 5.13( وفق المعيار(ل (S11 > -10 dB علاوة على ذلك ai الحمصول على ربح وكفاءة جيدة في هذا التصميم. في الهوائي المقترح الثاني ، تم بناء الهوائي على أساس الهندسة الجزيئية على شكل شجرة حيث تم طباعته على Bale شبه مرنة من النوع 115870 Gla ، Rogers ثابت عازل نسبي ومعامل فقدان 3 و 0.0012 على التوالي. امتاز الهوائي المقترح بكونه ثنائي الحزمة حيث تراوحت الحزمة الاولى من GHz 1.72 الى GHz 1.88 والحزمة الثانية من GHz 5.1 الى GHz 5.33. أظهرت نتائج المحاكاة أن عرض نطاق الحزمة الجزئية والارباح المتحققة للهوائي بلغت 90 8.9/4.8 و dBi 1.47/5.67 ل GHz 1.81/5.2، على التوالي. الحجم الكلي للهوائي المقترح بلغ (45 x 41 x 0.25 mm?) بينما في الهوائي الثالث ، تم اقتراح وتصميم هوائي مضغوط أحادي القطب. مادة الركيزة عبارة عن مادة نسيجية من نوع ال جينز وبسماحية نسبية تقارب 1.7 وسمك 1 abe أظهر الهوائي سلوكا ثنائي الحزمة عند ترددات GHz 52.45 GHz 5.2 مع معامل انعكاس (S11) بلغ dB 65- و -31.2dB على التوالي و كسب 08 1.98 و 08 3.35 عند ترددات التشغيل. تم مقارنة اداء الهوائيات المقترحة مع الهوائيات المناضرة لها والمنشورة حديثا لبيان مدى تميزها. تم أخضاع جميع الهوائيات المقترحة في هذا العمل الى عملية طوي وبأنصاف أقطار مختلفة لبيان تأثير ذلك على أداء جميع الهوائيات . أظهرت نتائج معامل الانعكاس أن الهوائيات المقترحة لها أداء جيد. تم إنشاء نماذج تحاكي أجزاء معينة لجسم الإنسان في برنامج محاكاة بتقنية المحاكاة الحاسوبية (CST) لتحليل 36 Gl جسم الإنسان على أداء الهوائيات ALL للارتداء. كذلك تم فحص تأثيرات الهوائيات المقترحة بالقرب من مناطق الصدر والذراع والمعصم ولمسافات مختلفة ابتداءا من ال ple 7١ ملم الى ٠ تم تحليل جميع عوامل الهوائي مثل معامل الانعكاس والكفاءة الكلية وأنماط الإشعاع لمختلف المسافات بين الهوائي والجسم.

Flexible and wearable antennas are among the antennas that have begun to play a distinctive role in modern communication systems and various fields like medical, military and others because of the features it possesses that make them easy to use in modern systems. In this dissertation, three compact wearable antennas were designed, analyzed and fabricated for the applications of wireless communication systems. The first antenna is a compact triple-band dipole antenna. In each half of the dipole, the radiating element has three branches, each responsible for one of the triple-bands. It was designed on a flexible rubber substrate with a size of (33 × 29 × 1.5 mm3). The realized impedance bandwidths were (2.38 to 2.62 GHz), (3.32 to 3.57 GHz), and (5.13 to 5.41 GHz) (for S11 < −10 dB). Furthermore, the obtained gain and efficiency were satisfactory. In the second proposed antenna, the structure was built based on tree- shaped fractal geometry. The suggested antenna was printed on Rogers RT5870, a semi-flexible material with a relative dielectric constant and loss tangent of 2.33 and 0.0012, respectively. The proposed antenna achieved a dual impedance bandwidth ranging from (1.72 to 1.88 GHz) for the lower band and (5.1 to 5.33 GHz) for the upper band. The simulated results show that the fractional impedance bandwidths and realized gains of the antenna come to be 8.9/4.8%, and 1.47/5.67 dBi for the 1.8/5.2 GHz, respectively. The overall size of the proposed antenna is about (45 × 41 × 0.25 mm3). Furthermore, in the third antenna, a c+ompact textile monopole antenna was suggested and designed. The substrate material is a jeans fabric that has a relative permittivity of nearly 1.7 and 1 mm as a thickness. A dual-band behavior was demonstrated at frequencies of 2.45 GHz and 5.2 GHz with reflection coefficient (S11) of -65 dB and -31.2 dB, respectively and a gain of 1.98 dBi and 3.35 dBi at the operating frequencies were realized. The performances of the proposed antennas have been compared with those of the recently published antennas of the same category to reveal the superiority of the proposed ones. The influence of bending deformation on all the proposed antenna performance had been investigated. The results for the reflection coefficient and the radiation pattern showed that the proposed antennas possess a good performance. Models of the human body parts were created in a computer simulation technology (CST) simulator to analyze the impacts of the human body on the performance of the wearable antennas. Effects of the proposed antennas have been examined in the vicinity of a human chest, arm and wrist. All antenna parameters like reflection coefficient, total efficiency, gain and radiation patterns have been analyzed for different antenna-body distances.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب