Flexible Material Based Broadband Antenna for Both C-and X-band Applications

Abstract

Запропонована антена містить прямокутну пластину з напівкруглими прорізами на чотирьох кутах для досягнення ширшої смуги пропускання. Аналіз вигину проведено для запропонованої антени, щоб показати її характеристики незалежно від кута вигину. Широкої смуги пропускання можна досягти, ввівши напівкруглі прорізи на кожній з чотирьох її сторін. Запропонована антена розроблена на поліімідній підкладці з діелектричною проникністю 3,5 та тангенсом кута втрат 0,0027. Товщина мідного матеріалу становить 0,035 мм. Загальний розмір запропонованої антени становить (15  13  0,2) мм3. Результати моделювання підтверджують, що запропонована антена має пікову резонансну частоту на частоті 8,2 ГГц та працює від 5,6 до 9,6 ГГц зі смугою пропускання 4 ГГц. Окрім смуги пропускання 4 ГГц, запропонована конструкція також мала значення S11 – 27 дБ та значення КСХН 1,09 на резонансній частоті. До кута вигину 30 градусів запропонована антена досягає такої ж характеристики з незначною різницею. Крім того, запропонована антена має коефіцієнт підсилення 7,6 дБі та ефективність випромінювання 96 %. У цій статті представлено аналіз розподілу поля та струму, щоб показати ефективність запропонованої антени.

The proposed antenna contains a rectangular patch with semicircular slots on four corners to it for achieving a broader bandwidth. The bending analysis is done for the proposed antenna to show the antenna performance irrespective of any bending angle. A broad bandwidth can be achieved by introducing semicircular slots for each of its four sides. The prescribed antenna is designed on polyimide substrate, which had a permittivity of 3.5 and loss tangent of 0.0027. The copper material thickness contains 0.035 mm. The proposed antenna contains an overall size of 15  13  0.2 mm3. The simulated results confirm that the proposed antenna possesses peak resonant frequency at 8.2 GHz and operates from 5.6 to 9.6 GHz with a bandwidth of 4 GHz. In addition to having a bandwidth of 4 GHz, the suggested design also had an S11 value of – 27 dB and a VSWR value of 1.09 at the resonance frequency. Up to a bending angle of 30 degrees, the proposed antenna is achieving same response with a minor difference. Additionally, the proposed antenna consists of a gain of 7.6 dBi, and it has a radiation efficiency of 96 %. Analysis of the field and current distributions is presented in this article to show the effectiveness of the proposed antenna.