Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
17 results
Search Results
Item Performance Evaluation of Compact Microstrip Antenna Design for 5G Wireless Applications(Sumy State University, 2024) Sengar, S.; Malik, P.K.; Islam, T.; Das, S.У статті представлені дані дослідження невеликої (12 x 12 x 0,8) мм3 мікросмужкової антени. ЇЇ конструкція підвищує характеристики мікрохвильових ланцюгів, такі як вузька смуга пропускання, посилення, зменшені зворотні втрати, VSWR, а також покращує розподіл струму тощо. Пропонована антена побудована на платі Rogers RT Duroid 5880 товщиною 0,8 мм і має діелектрична проникність (ɛr = 2,2). Він призначений для роботи в діапазоні частот від 28 ГГц до 32,5 ГГц. Щоб покращити характеристики випромінювання запропонованої конструкції антени, прямокутні щілини з технікою вставного живлення були створені з випромінювальної ділянки для зміни розподілу струму. Пропонована антена має смугу пропускання 4 ГГц і робочий діапазон частот від 28 ГГц до 32,5 ГГц. Через це запропонована конструкція антени є компактною та підходить для більших частотних діапазонів. Результати моделювання демонструють, що модель антени є точною. Вимірювання продуктивності, такі як зворотні втрати, підсилення та VSWR, покращилися. Усе необхідне моделювання виконується з використанням електромагнітного симулятора Ansys HFSS, а також виконується комплексне порівняльне дослідження на основі наявних антен. Запропонована антена забезпечує високий коефіцієнт підсилення для потрібного діапазону частот, має VSWR менше двох і має гарне узгодження імпедансу на |S11| < – 10 дБ. Рекомендовану антену можна використовувати для високочастотних програм 5G, оскільки вона резонує на частотах міліметрових хвиль. Ці видатні результати вказують на те, що запропонована антена буде респектабельним варіантом для програм 5G мм-хвиль.Item Design of Miniaturized Dual-Band Bandpass Microstrip Filter Based on C-Shaped Metamaterial Resonators for RF/Microwave Applications(Sumy State University, 2024) Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Serhane, A.; Kumar, M.L.; Mahdjoub, Z.У цій статті запропоновано та досліджено двосмуговий смуговий мікросмужковий фільтр (DBBPF) для радіочастотних/мікрохвильових застосувань. Наш метод розробки фільтрів базується на двох основних концепціях; використання метаматеріальних резонаторів у С-подібних роз’ємних кільцях (C-SRR) для лівосторонньої поведінки (LH) з мінімізованими втратами та подачі мікросмужкової лінії значної довжини, складеної для бажаної мініатюризації. Два C-SRR оптимізовані для розміру 6 3 мм2 для покриття бажаних діапазонів частот, а дві лінії живлення мають довжину 37,1 мм для забезпечення необхідної адаптації. Пошук сильного електромагнітного зв’язку між двома C-SRR і лініями живлення дозволив нам вибрати найкраще положення для розміщення наших резонаторів у фільтрі. Моделювання параметрів фільтра для двох різних запропонованих конфігурацій демонструє дві різні якості. Відповідно до результатів моделювання для двох запропонованих конфігурацій фільтра було отримано два типи частотної характеристики з різними характеристиками. Для першої конфігурації, де два C-SRR розділені складеними плечима двох ліній живлення, відповідь фільтра нечітка. На відміну від цього, частотна характеристика фільтра бажана для другої конфігурації. Запропонований фільтр, який представлено другою конфігурацією, охоплює обидва діапазони (від 5,88 до 6,39 ГГц і від 10,75 до 11,16 ГГц) для смугової поведінки. Крім того, аналіз дисперсійної діаграми дозволив нам вибрати електромагнітну поведінку, пов’язану з кожною смугою.Item Wearable MIMO Antenna for Health Monitoring Applications(Sumy State University, 2024) Chakraborty, P.; Ambika, A.; Islam, T.; Das, S.Зростаюча потреба в гаджетах для моніторингу здоров’я, які можна носити, призвела до розробки кращої технології антени для надійного бездротового зв’язку в невеликих конструкціях, які можна носити. У цьому документі представлено новий спосіб створення носимої антени з кількома входами та кількома виходами (MIMO) спеціально для моніторингу здоров’я. Працюючи на частоті нижче 6 ГГц, ця антена забезпечує швидку передачу даних і ефективний зв’язок між носимими пристроями та системами охорони здоров’я. Вибір полімолочної кислоти (PLA) як матеріалу підкладки дає кілька переваг для носіїв. PLA може похвалитися надзвичайною гнучкістю, спрощує процес виготовлення та забезпечує сумісність із форм-фактором носимих пристроїв. Конструкція антени передбачає ретельні кроки, такі як підготовка смоли, екструзія та обробка поверхні для досягнення бажаних розмірів і оптимізації її продуктивності. Унікальність цієї роботи полягає в розробці антени меншого розміру (29 x 19 мм2) для покращення прийому сигналу з ізоляцією – 45 дБ між антенами та забезпечення надійного бездротового зв’язку. Завдяки ретельному тестуванню та конструюванню моделі конструкція антени була вдосконалена шляхом включення додаткових компонентів антени для покращення якості сигналу, пом’якшення проблем і оптимізації загальної продуктивності системи.Item Design and Analysis of a Concentric Ring Based Split Ring Monopole Antenna with Characteristic Mode Analysis (CMA) for IoT Communication Applications(Sumy State University, 2024) Bhavani, K.D.; Islam, T.; Madhav, B.T.P.; Das, S.; Chintalapati, S.S.; Aradhyula, R.За останнє десятиліття в галузі сучасних комунікаційних технологій спостерігався значний прогрес. Кілька бездротових систем, таких як Wireless LAN, Wireless Fidelity (Wi-Fi) тощо, популярні для підключення пристроїв для полегшення зв’язку між ними за допомогою інтернет-технологій. Щоб отримати доступ до набагато швидшого зв’язку, у зв’язку з оновленням поколінь мобільного зв’язку (1G до 5G) дуже потрібні вищі швидкості передачі даних. Широкосмугові/багатосмугові антени зазвичай підтримують кілька пристроїв для підключення в широкому діапазоні зв’язку. Як еталон комунікаційної технології наступного покоління, Інтернет речей (IoT) набуває величезної популярності у сфері бездротових мереж. Це забезпечує швидший і безпечний зв’язок між пристроями та хмарою з високою швидкістю передачі даних. З цією метою ми запропонували нову монопольну антену для додатків IoT. Конструкція складається з нової накладки розділеного кільця на основі концентричного кільця та часткової заземленої площини. Реалізується з аналізом характеристичного режиму. Розроблена антена працює в надширокосмуговій області з багатодіапазонними характеристиками в чотирьох діапазонах (1,5-1,9 ГГц), (3,9-4,2 ГГц), (5,9-6,9 ГГц) і (7,4-11,8 ГГц), щоб охопити різні комунікаційні програми IoT. Запропонована конструкція перевіряється за допомогою аналізу характеристичного режиму, характерного кута, власних значень і модального значення. Розподіл поверхневого струму для запропонованої патч-антени круглої форми аналізується на спосіб поширення за допомогою теорії характерних мод (CMA).Item Design and Analysis of Two Element Modified Circular Shaped MIMO Antenna for 5G Application(Sumy State University, 2024) Kumutha, D.; Islam, T.; Muthumari, P.; Vijayalakshmi, K.; Rajalakshmi, R.; Indumathi, M.Друкована технологія антени виявилась ефективною для проектування антени MIMO для майбутніх додатків до комунікацій. Антена є важливим компонентом для 5G -системи зв'язку. Technology MIMO високоповажна через високу швидкість передачі даних та одночасне встановлення передачі даних. У цій статті запропонований вигнутий слот, який містить антену кругової форми, побудовану та перевірену на звичайних наземних площинах, які використовують продуктивність у можливому мобільному зв'язку п’ятого покоління (5G). Пропозиція одиночних елементів працює від 2,6 до 12,9 ГГц з ефективністю 85,84% по всій смузі. Підкладка радіатора становить 30 мм × 30 мм × 1,6 мм, де використовується круговий пластир, розмір якого становить 9,35 мм. Часткова структура заземлення 30 мм × 10 мм використовується для отримання високої ефективності та широкої пропускної здатності. Структурована антенна система має максимальну спрямованість 4,8, ефективність 89%та максимальний приріст 1,68 дБ, які бажані в будь -якій системі MIMO, щоб терпіти перешкоди та підтримувати пропускну здатність користувача. Запропонована Mi-Cro Strip Patch Два елемента антени охоплюють частоту втрати 10 дБ від 2,6 ГГц до 11,8 ГГц, ніж звичайний метод. Загальний розмір системи антени MIMO становить 70 мм × 60 мм × 1,6 мм. 2-елементні модельовані результати MIMOантени визначаються програмним забезпеченням HFSS з їх продуктивністю.Item A Miniaturized Metamaterial Resonator-based Microwave Biosensor with High Quality Factor for Solid Materials Characterization(Sumy State University, 2024) Serhane, A.; Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Kumar, M.L.; Mahdjoub, Z.Через свою якісну у значимість у багатьох галузях, особливо біомедичних, характеристика твердих матеріалів нещодавно привернула інтерес вчених. У цій статті представлено мікрохвильовий біосенсор мініатюрного розміру для визначення характеристик твердих матеріалів, який утворений двома ідентичними та періодичними метаматеріальними резонаторами з розділеним кільцем (SRR), що живляться мікросмужковою лінією, адаптованою до двох її кінців. Метод, запропонований для розробки нашого біосенсора, базується на використанні електромагнітних якостей кожного SRR, що представляє елементарну комірку загальної структури. Розмір SRR оптимізовано для електричних розмірів 0.251 𝜆0 × 0.2251 𝜆0 × 0.031𝜆0 , де λ0 – довжина хвилі вільного простору, розрахована на найнижчій робочій частоті 4,72 ГГц. Характеристика твердих матеріалів заснована на виявленні їх діелектричної проникності через прямий контакт із запропонованим біосенсором. Для нашого дослідження ми використовували чотири різні підкладки, щоб мати різну чутливість. Моделювання, проведене на загальній структурі (біосенсора та діелектричної підкладки) на основі чисельного симулятора HFSS, показало хороші характеристики чутливості нашого біосенсора. Низька повна ширина на половині максимуму (FWHM = 0,004), високий коефіцієнт якості (Q = 103,28) і висока добротність (FOM = 428,61). Ці функції можуть зробити наш біосенсор більш надійним для визначення твердих речовин.Item Investigation of Complementary Metamaterial Resonators-Based Novel Dual-Band Coplanar Slotted Antenna for Wireless Communication(Sumy State University, 2024) Moulay, M.; Abri, M.; Berka, M.; Islam, T.; Das, S.; Prasad, Ch.R.Малогабаритна планарна антена є базовим елементом для систем бездротового зв'язку. У статті описано нову дводіапазонну копланарну антену, дія якої заснована на незвичайній електромагнітній поведінці комплементарних резонаторів з метаматеріалів з розділеним кільцем (CSRR). За своєю конструкцією антена складається з трьох CSRR; два з них однакові за формою (круглі) і розміром, а інший має прямокутну форму. Остаточна форма запропонованої антени була розроблена після трьох різних етапів по три моделі на кожній. Розроблена накладка антени надрукована на верхній стороні обраної діелектричної підкладки - епоксидної смоли FR4 для фізичних характеристик (𝜀𝑟 = 4.4 and 𝑡𝑔 𝛿 = 0.02). Антена живиться від компланарної лінії з оптимізованою довжиною для забезпечення необхідної адаптації. Випромінююча накладка надрукована на міді товщиною 0,035 мм. Моделювання електромагнітних характеристик за допомогою симулятора високочастотної структури (HFSS) дозволило дослідити відображення, смугу пропускання та посилення антени. Згідно з отриманими результатами, антена резонує на двох частотах 2,4 і 3,33 ГГц з хорошою адаптацією та смугою пропускання близько 65 і 215 МГц відповідно. Усі ці параметри можуть підтвердити ефективність антени для різноманітних застосувань, зокрема для бездротового зв’язку.Item Design of a Split Ring Resonators-Based Band Pass Filter with Triple Pass Band Characteristics for Wireless Communication Systems(Sumy State University, 2024) Elbakkar, K.; Khardioui, Y.; Islam, T.; El Ghzaoui, M.; Das, S.; El Alami, A.Технологія метаматеріалів справді має великі перспективи для покращення бездротового зв’язку, особливо в розробці вдосконалених фільтрів і пристроїв. Використання метаматеріалів для проектування фільтрів є перспективноюою сферою досліджень, що обумовлено їх винятковими властивостями та потенціалом для революції в різних технологічних додатках. Насправді метаматеріали можна сконструювати так, щоб демонструвати унікальні електромагнітні властивості, що дозволяє точно контролювати характеристики фільтрації. Це дає змогу розробникам створювати фільтри з чіткими смугами пропускання та смугами зупинки, а також настроюваними частотами зрізу. Крім того, метаматеріали можна використовувати для мініатюризації фільтрів, що робить їх придатними для компактних і портативних пристроїв та особливо цінно для додатків з обмеженнями розміру, таких як мобільні телефони та носима технологія. Крім того, метаматеріали забезпечують гнучкість розробки фільтрів із регульованою смугою пропускання. У цій статті розроблено та змодельовано трисмуговий друкований фільтр із використанням резонаторів з роздільними кільцями. Запропонований фільтр складається з двох матриць розділених кілець, завантажених на лінію передачі. Він надрукований на підкладці Rogers RT/duroid 6010/6010LM (tm). Він має невеликий розмір 14 × 16 мм2 і високу селективність. Результати моделювання показують три смуги пропускання з центром на частотах 3,15; 6,27 і 9,31 ГГц відповідно з необхідними характеристиками зворотних і внесених втрат. Дослідження моделювання проводяться за допомогою програмного забезпечення HFSS, а його модель еквівалентної електричної схеми розроблена за допомогою інструменту ADS. Результати, отримані з використанням HFSS, добре узгоджуються з результатами ECM.Item Analysis of Compact Quadruplet Arrow Slotted Notch Band Antenna with Defected Ground Structure(Sumy State University, 2024) Kaur, C.; Verma, K.K.; Islam, T.; Madhav, B.T.P.; Praveena, N.G.; Das, S.; Rao, G.S.У цій роботі розроблено та проаналізовано компактну мікросмужкову мікросмужкову антену еліптичної форми з щілинами еліптичної форми та проаналізовано для сучасних систем бездротового зв’язку. Спочатку компактна модель антени еліптичної форми з дефектною структурою землі призначена для ультраширокого діапазону (UWB) з робочим діапазоном від 3,1 до 10,6 ГГц. Конструкцію було змінено за допомогою четвірного стрілкового слота, що призвело до характеристики смуги з одним вирізом для діапазонів бездротової локальної мережі. Реалізований пік посилення рекомендованої антени становить 5,11 дБі на частоті 3,7 ГГц. Аналіз запропонованої антени був виконаний шляхом оцінки різних геометричних форм. Аналіз розподілу поверхневого струму також представлений для чіткого уявлення про принцип роботи антени. Представлені та обговорені різні параметри характеристик, такі як зворотні втрати, посилення, діаграми спрямованості. Запропонована модель антени, що займає загальний розмір 26 x 24 x 1,6 мм3, моделюється, і її результати досліджуються за допомогою інструменту CST. Розроблена антена створена на підкладці FR4 для перевірки вимірювань. Результати моделювання встановленої антени зіставляються з експериментальними даними для перевірки. Результати показують, що запропонована компактна антена добре підходить для високошвидкісного зв’язку на близькій відстані та може ефективно відхиляти сигнали з діапазону WLAN.Item A Coplanar Waveguide-Fed Highly Efficient Miniaturized Conformal Triple Band Antenna for Bio-Medical Applications(Sumy State University, 2023) Duraisamy, K.; Islam, T.; Varakumari, S.; Das, S.; Asha, S.; El Ghzaoui, M.У роботі представлена компактна тридіапазонна друкована конформна антена на основі копланарного хвилеводу (CPW) для застосування в медицині. Щоб досягти узгодження імпедансу, компланарна структура використовується із заземленням на одній площині, і це друкується на верхньому шарі поліімідної підкладки товщиною 0,6 мм. Пропонована конформна антена складається з двох однакових накладних елементів. Випромінювальний елемент складається з двох розділених кільцевих резонаторів, розташованих у верхній частині живильного елемента. Запропонована накладна антена має загальний мініатюрний розмір лише 35 x 37,5 мм2, що робить її ідеальною для використання в біомедичній галузі. Розроблена антена здатна охоплювати різний діапазон діапазону від 2,387-2,618 ГГц, 4,2-4,64 ГГц і 6,23- 6,56 ГГц із співвідношенням стоячих хвиль напруги 2:1. Розроблена антена виготовляється, параметри антени вимірюються, що корелюється з результатами моделювання. Антена досягає загального посилення близько 5 дБі з ефективністю випромінювання до 95 % у різних робочих спектрах. Для підтвердження конформності на вигнутих поверхнях виготовлений прототип запропонованої антени згинається під кутами 30°, 45, 90°, а результати вимірювань порівнюються з результатами моделювання аналізу вигину. Крім того, щоб перевірити ефективність антени, за допомогою моделювання було розраховано питомий коефіцієнт поглинання, і виявлено, що він нижчий за 1 Вт/кг у всіх трьох діапазонах спектру, що доводить, що запропонована біомедична антена може бути використана для застосування в мікрохвильовому діапазоні.