Design and Analysis of a Notched Super Wide Band Antenna for Wireless Communication

Abstract

У цій статті представлено мікросмужкову антену типу монополь з квадратним патчем та зрізаними кутами, яка містить вузьку щілинну структуру (spur line) у лінії живлення. Запропонована антена працює в надширокосмуговому (Super Wide Band, SWB) діапазоні 1.9–25.7 ГГц з відсіченим (notched) діапазоном 8.7–10.6 ГГц, що забезпечує фракційну смугу пропускання 172.4%. Вибір оптимальних розмірів spur line дозволяє точно сформувати зону відсічення у зазначеному частотному діапазоні. Завдяки цьому антена може бути використана в будь-яких системах SWB-зв’язку, окрім радіоаматорських застосувань у зоні виключення — що є новизною цієї розробки, адже раніше такі рішення не повідомлялись. Антена має дуже компактні розміри: Електричний розмір: 0.13  0.11  0.0096, де  – довжина хвилі для 1.9 ГГц, Фізичні розміри: 21  18  1.524 мм3. Максимальний реалізований коефіцієнт підсилення у робочому діапазоні становить 5 дБі, а на частотах в зоні відсічення він зменшується до – 6.5 дБі завдяки дії spur line. Проєктування та моделювання виконано в середовищі HFSS (High Frequency Structure Simulator).

A corner truncated square shaped monopole microstrip patch antenna with slotted spur line in feeding path is designed and analyzed in this article. The proposed antenna operates in a super wide band range of 1.9 to 25.7 GHz with a rejected band of 8.7 to 10.6 GHz. The fractional bandwidth of 172.4 % is achieved with this design. The optimum dimension of the spur line has been taken for generation of the notched band at desired frequency. Due to the rejected band, the designed antenna will be working for any applications within the super wideband range except amateur radio operation and amateur satellite operations; thus, it shows the novelty of the paper as no such antenna design for this application has been reported earlier. The antenna is very small in size with the overall electrical dimension of 0.13  0.11  0.0096, where  is the wavelength of the lowest operating frequency 1.9 GHz. The complete size of the antenna is only 21  18  1.524 mm3. The peak realized gain of the antenna is 5 dBi within the operating band and the gain at the notched frequency is minimized to – 6.5 dBi due to the spur line. The antenna is designed and simulated in commercially available software (HFSS).