بهبود عملكرد آنتن هاي ميدان نزديك رزنانسي پارازيتيك Z شكل با تغيير در ساختار عنصر پارازيتيك و استفاده از عنصر فشرده خازني به عنوان جايگزين مدار تطبيق فعال غير فاستري

Wide-Band Near-Field Resonance Z-Antennas Using Change In Parasitic Structure and Capacitive Lumped Element as Replacement of Non-Foster Impedance Matching Circuits

يكي از كاربردهاي مهم فرامواد، كوچك سازي آنتن است. در اين مقاله ايده تغيير در ساختار بخش پارازيتيك و استفاده از عناصر فشرده به منظور جبران سازي ادميتانس آنتن هاي كوچك در پهناي باند وسيع به عنوان يك راه حل اساسي در افزايش پهناي باند آنتن، مورد توجه قرار گرفته است. براي اين منظور آنتن رزنانسي ميدان نزديك پارازيتيك Z شكل مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته است. نتايج شبيه سازي و ساخت نشان مي دهد كه درصد پهناي باند نسبي آنتن در حالت عادي چيزي در حدود 5% مي باشد. با استفاده از تغيير در ساختار جز پارازيتيكي آنتن و استفاده از تكنيك پورت دوم به جاي عنصر سلفي، درصد پهناي باند نسبي آنتن به نزديك به 18% افزايش مي يابد. در ادامه و با استفاده از عنصر فشرده خازني متصل به آنتن مونوپول و ساختار پارازيتيك، پهناي باند آنتن به شدت افزايش يافته و به بيش از 81% رسيده است. آنتن در هر سه حالت پياده سازي شده و نتايج شبيه سازي و تست مورد بحث و بررسي قرار گرفته است.

Using metamaterials in antenna design leads to interesting features includes size reduction. Although, the antenna miniaturization is the most promising advantage especially in commercial applications, their narrow band effectiveness causes great concern for the future progress. Today, using lumped and parasitic elements for admittance compensation of electrically small antennas (ESA) is a most well-known solution to overcome this problem. In this article, a modified parasitic structure is proposed to enhance the antenna impedance matching over a wide frequency range. Moreover, a new structure based on a capacitive lumped-element has been suggested which is improved the antenna bandwidth significantly. To do this, a Z-shape shaped parasitic element incorporate with an ESA monopole antenna designed, simulated and fabricated. Simulations show great agreement with measurement results. Both simulations and measurements demonstrated that the antenna fractional bandwidth, in the first case was about 5%, which increased up to 81% in modified structure.