Title of article :
Comparative Investigation of Half-mode SIW Cavity and Microstrip Hybrid Antenna Using Different Patch Shapes
Author/Authors :
Dashti, H Electrical Engineering Department - Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran , Neshati, M. H Electrical Engineering Department - Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
Abstract :
A set of hybrid microstrip patch and semi-circular cavity antennas is introduced. The semi-circular cavity is implemented using Half-mode Substrate Integrated Waveguide (HMSIW) technique. Different shapes of patch include rectangular, semi-circular and equilateral triangular are excited using proximity effect by the circular SIW cavity at its TM010 mode of operation. The whole structures have been excited using an inset microstrip line that leads to facility of planar circuit integration. The inherent limited bandwidth of the conventional microstrip patch antenna and SIW cavity-backed slot antenna is improved about 6% to 9.5% depending on the type of the patch using the proposed structure. Additionally, the proposed hybrid antenna enhances the antenna gain by about 1.5 dB. Meanwhile, the proposed hybrid antennas are made on a single-layer substrate has a low fabrication cost using printed circuit board (PCB) process. Three hybrid antennas are numerically and experimentally investigated. A comparative study between the three different structures contains gain, bandwidth, cross polarization level (CPL) and Front to Back Ratio (FTBR) is presented.
Farsi abstract :
در اين مقاله يك مجموعه از آنتن هاي تركيبي شامل محفظه نيم دايره اي با فناوري موجبر مجنمع شده در زير لايه و پچ مايكرواستريپ معرفي
شده است. محفظه نيم دايرهاي توسط فناوري موجبر مجتمع شده در زير لايه نيم مود (HMSIW) پياده سازي شده است. شكل هاي مختلف از پچ شامل مستطيلي، نيم دايره اي و مثلثي متساوي الاضلاع با استفاده از اثر مجاورت توسط حفره SIW دايروي در مود كاري TM010، تحريك شده اند. كل ساختار توسط يك خط مايكرواستريپ تحريك شده كه اين امر مجتمع شدن ساختار با مدارهاي مسطح را تسهيل ميكند. محدوديت ذاتي پهناي باند آنتن هاي پچ مايكرواستريپ و شكاف هاي تحت حمايت حفره SIW حدود 6% تا 5/9% بسته به نوع پچ به كار رفته، بهبود مي يابد. بعلاوه، آنتن تركيبي پيشنهادي حدود dB 1/5 بهره را افزايش داده است. در حاليكه آنتن تركيبي پيشنهادي با هزينه ساخت كم توسط فرآيند برد مدار چاپي (PCB) روي يك زير لايه ساخته شده است. سه آنتن تركيبي به صورت عددي و تجربي بررسي شده اند. يك مقايسه بين اين ساختارها از نظر بهره، پهناي باند، سطح قطبش مخالف و مقدار FTBR ارائه شده است.
Keywords :
Hybrid antenna , microstrip patch , SIW cavity
Journal title :
Astroparticle Physics