Study and Analysis on Compactness of Patch Antenna Utilizing Ground Plane with U slot

Abstract

У цій статті розглядається та вивчається вплив U-подібного слотув площині заземлення прямокутної мікросмужкової антени зі скінченною площиною заземлення. Для створення компактної патчантени було враховано ідеальний розмір і розміщення U-подібного слота. Розмір ділянки становить 10,6 × 7,8 мм2, а розмір загальної прямокутної конструкції антени становить лише 31,8 × 23,4 мм2 разом із зміненою задньою площиною землі. Резонансна частота еталонної антени становить 10 ГГц, а після включення U-подібного отвору в заземлену поверхню ця резонансна частота знизилася до 2,1 ГГц. Покращене підсилення антени становить 2,5 дБл. У цій роботі було обговорено дослідження компактності прямокутної мікросмужкової антени та проаналізовано вплив U-подібного слоту на кінцеву площину заземлення на резонансну частоту, зворотні втрати та смугу пропускання. Шляхом налаштування різних параметрів слоту під час параметричного дослідження та вибору найкращого значення розміру та положення слоту була підібрана резонансна частота модифікованої антени, що становила 2,1 ГГц.

This article examines and studies the impacts of a U-shaped slot in the ground plane of a rectangular microstrip patch antenna with a finite ground plane. To build a compact patch antenna, the U-shaped slot's ideal size and placement have been considered. The size of the patch is 10.6 × 7.8 mm2 and the size of the overall rectangular antenna structure is only 31.8 × 23.4 mm2 including modified ground backside plane. The reference antenna's resonant frequency is 10 GHz and after the incorporation of U-shaped slot at the ground plane that resonant frequency lowered to 2.1 GHz. By the parametric studies almost 96 % compactness has been found possessing the slot’s optimum dimension. The improved antenna’s gain has been identified as 2.5 dBi. In this literature a study on compactness of rectangular microstrip antenna has been discussed and the effects of U-shaped slot on the finite ground plane over the resonant frequency, return loss and bandwidth have been analyzed. By adjusting various slot parameters in parametric research and selecting the best value of slot’s dimension and position, it has been determined that the modified antenna's resonance frequency is 2.1 GHz.