A Modified SRR-Based Miniaturized Monopole Antenna with Ultra-wide bandwidth for Wireless UWB Systems

Abstract

Компактна друкована антена на основі розщепленого кільцевого резонатора (SRR) із зсувним живленням аналізується для застосувань у надширокому діапазоні (UWB). Запропонована антена була розроблена та проаналізована за допомогою симулятора високочастотної структури (HFSS) на недорогій підкладці FR-4. Верхня площина розробленої антени складається з комбінованого кільцевого роз’ємного резонатора (КРР) по колу та півколу. Часткове прямокутне заземлення разом із напівкруглим прорізом введено на задній стороні підкладки для покращення узгодження імпедансу в усьому широкому діапазоні частот. Виготовлений прототип антени реалізовано та експериментально перевірено для підтвердження результатів, отриманих у результаті моделювання. Ця запропонована антена охоплює діапазон UWB від 3,8 ГГц до 14,9 ГГц. Розмір запропонованої компактної антени становить 18 x 20 x 1,6 мм3. Запропонована антена досягла максимального посилення 15 дБ на 3,8 ГГц. Він підтримує стабільні діаграми спрямованості в робочому діапазоні. Отже, отримані результати та компактний розмір запропонованої антени ідеально підходять для різноманітних бездротових застосувань, включаючи бездротову локальну мережу (WLAN), Інтернет речей (IOT), супутниковий зв’язок у діапазоні X та системи UWB.An offset fed split ring resonator (SRR) based compact printed antenna is analyzed for Ultrawide-band (UWB) applications. The suggested antenna has been designed and analyzed using High frequency structure simulator (HFSS) on a low-cost FR-4 substrate. The top plane of the designed antenna consists of circle and semicircle combined split ring resonator (SRR). The partial rectangular ground along with a semicircular slot is introduced on the back side of the substrate for impedance matching improvement in all over the wide range of frequencies. The offset feed is used for the adjustment of radiation pattern. The fabricated antenna prototype is realized and experimentally tested to authenticate the results obtained from simulation study. This proposed antenna covers the UWB range extending from 3.8 GHz to 14.9 GHz. The proposed compact antenna dimension is 18 x 20 x 1.6 mm3. The proposed antenna achieved a maximum gain of 15 dB at 3.8 GHz. It maintains stable radiation patterns across the operating band. Hence, the obtained results and compact size of the proposed antenna is ideally suited for various wireless applications including wireless local area network (WLAN), Internet of things (IOT), X-band satellite communication, and UWB systems.