Triple Band Notched Microstrip Antenna Using Planar Series 22 Element Array for 5G Communication System

Abstract

У дослідженні пропонується конструкція широкосмугової мікросмужкової антени з трьома режекторними смугами для системи зв'язку п'ятого покоління (5G). Антена розроблена з використанням підкладки FR-4 з εr = 4,3, tanδ = 0,0265 і товщиною 1,6 мм. Потрійні режекторні смуги генеруються за допомогою конфігурації масиву з 2x2 елементів, в якій патч-антени з'єднані послідовно і розташовані горизонтально. За результатами моделювання отримано антену з трьома режекторними смугами з резонансною частотою 3,15, 3,32 та 3,72 ГГц відповідно. Відносна ширина смуги пропускання (FBW) пропонованої антени становить 770 МГц або 22 %, а коефіцієнт підсилення складає 9,24 дБ при робочій частоті 3,5 ГГц. Запропонована антена дозволила збільшити смугу пропускання та отримати коефіцієнт підсилення до 285 % та 55 % відповідно, у порівнянні з одноелементною антеною. Вивчена конструкція антени може бути рекомендована, оскільки вона є дуже корисною як приймальна антена для системи зв'язку 5G.This research proposes the design of a wideband microstrip antenna with triple notch bands for the fifth generation (5G) communication system. The antenna is designed using FR-4 substrate with εr of 4.3, tanδ of 0.0265 and a thickness of 1.6 mm. Triple notch bands are generated using a 2x2 element array configuration that connects each patch antenna in series and is arranged horizontally. From the simulation results, a triple band notched antenna is obtained with a resonant frequency of 3.15, 3.32 and 3.72 GHz. The fractional bandwidth (FBW) of the proposed antenna is 770 MHz or 22 % and the gain is 9.24 dB with an operating frequency of 3.5 GHz. The proposed antenna succeeded in increasing the bandwidth and gain up to 285 % and 55 %, respectively, compared to a single element antenna. The studied antenna design can be recommended as it is also very useful as a receiving antenna for the 5G communication system.