تصميم ومحاكاة الهوائيات الرقيقة المستطيلة والدائرية مع تحسين خواصها
Design and Simulation of Rectangular and Circular Microstrip Antennas with Improvement of Properties
- الباحث
- محمد سالم محمد وريد
- المشرف
- ليث محمد سعدون الطعان
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية العلوم / قسم الفيزياء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Microstrip Antennas ; Antenna Design ; Simulation ; Rectangular and Circular Patch
الملخص
تم اقتراح هوائيات الرقعة الرقيقة الدائرية والمستطيلة في هذا العمل لأنها ذات مظهر جانبي مستو ويسهل تصنيعها على ركيزة عازلة للكهرباء ومتكاملة مع الدوائر الإلكترونية لجهاز الإرسال والاستقبال والتي تتم طباعتها على نفس الركيزة. تم اختيار تصميم للهوائيات ذات التغذية الدقيقة الداخلية ذات الشريحة الصغيرة الدائرية والمستطيلة التي تعمل بتردد 1١,4 جيجا هرتز لدعم تطبيق البلوتوث. يتم تصميم الهوائيات باس تخدام ركيزة إيبوكسي FR-4 مع ثابت عازل يبلغ ؟,؛، وسمك ١,5 ممء وخسارة الظل 0,075. تم تحسين أبعاد وأداء الهوائي المصمم وتم إجراء مقارنة بين أداء الهوائي الدائري والهوائيات المستطيلة من حيث خسارة العودة وعرض النطاق الترددي للممانعة والاتجاهية ثلاثية الأبعاد والكفاءة. يتم اختبار الهوائيات المصنعة باس تخدام محلل الشبكة والنتائج العملية من حيث خسارة الإرجاع وعرض النطاق الترددي للمانعة قريبة Vom من نتائج المحاكاة. كذلك تم تصميم الهوائي المستطيل باس تخدام ثلاث ركائز مختلفة بثوابت عازلة تبلغ ؟,؟ و 97,0 ",5 ولكل منها سماكة ركيزة متغيرة تبلغ ٠,5 و ١,5 و ١,3 ملم لمعرفة تأثير خصائص الركيزة على أداء الهوائي مثل الكسب والكفاءة وخسارة العودة وعرض النطاق الترددي. تم تحسين أبعاد وأداء الهوائي المستطيل المصممء حيث تم chal مقارنة بين أداء الهوائيات السابقة. وتم تقديم دراسة مقارنة للهوائيات المستطيلة والدائرية للتغذية المدمجة للتطبيقات اللاسككية في هذا العمل. إذ تم إجراء مقارنة أداء بين هوائي المحاكاة والهوائي المصنع. كان عرض النطاق الترددي للمانعة المحاكاة لهوائي التص حيح المستطيل 79,7 ميجاهرتزء بينما كان النطاق الترددي للرقعة الدائرية VA ميجاهرتز. أظهرت النتائج العملية للهوائي المستطيل عرض نطاق ممانعة قدره 5,1 ٠١ ميجاهرتز وخسارة عودة قدرها -5/85,؟1؟ ديسيبلء، بينما كان للهوائي الدائري ,5 ٠١ ميجاهرتز و -51,521 ديسيبل على التوالي. تشير النتائج المحاكية والعملية إلى أن الهوائيات المستطيلة والدائرية المقترحة تحقق عرض نطاق عالي.
Abstract
The microstrip circular and rectangular patch antennas are proposed in this work because it has a low profile and is easy to be fabricated on a dielectric Substrate and integrated with electronic circuits of the transceiver which are printed on the same Substrate. A design of low profile inset feed microstrip circular and rectangular patch antennas working at 2.4 GHz to support the application of bluetooth is selected. The design of the antennas is achieved by using FR-4 Epoxy substrate with a dielectric constant of 4.3, a thickness of 1.5mm, and a tangent loss 0.025. The dimensions and performances of the designed antenna are optimized. A comparison between the performances of the circular antenna and rectangular Antennas was achieved in terms of return loss, impedance bandwidth, 3D directivity, and efficiency. The fabricated antennas are tested by using a network analyzer and the practical results in terms of return results and impedance bandwidth are very close to the simulation results. Also, the design of the rectangular antenna is achieved by using three different substrates with dielectric constants of 2.2, 3.6, and 4.3 and each with variable substrate thicknesses of 0.6, 1.5, and 1.9mm to know the effect of substrate properties on the antenna performances such as gain, efficiency, return loss, and frequency bandwidth. The dimensions and performances of the designed rectangular antenna are optimized a comparison has been performed among previous antennas' performance. A comparative study of inset feed microstrip rectangular and circular antennas for wireless applications is presented in this work. The design of the antenna is achieved by using FR-4 Epoxy substrate with dielectric constants of 4.3, the thickness was 1.5mm, tangent loss 0.025, and working at 2.4 GHz. The dimensions and performances. A performance comparison between the simulation antenna and the fabricated Antenna has been done. The simulation impedance bandwidth of the rectangular patch antenna was 79.7 MHz, whereas for the circular patch was 78 MHz. The practical results for the rectangular antenna showed an impedance bandwidth of 104.7 MHz and a return loss of -33.486 dB, whereas the circular antenna had 104.7 MHz, and -29.323 dB respectively. The simulated and practical results indicate that the proposed rectangular and circular antennas achieve high bandwidth.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.