آنتن دايپل مغناطيسي-الكتريكي با پلاريزاسيون دوگانه با استفاده از صفحات فلزي براي كاربردهاي مخابراتي تلفن همراه

Dual-Polarized MED Antenna by Using Metallic Plates for Mobile Communication Applications

در اين مقاله، طراحي جديدي از آنتن‌هاي ايستگاه پايه (BTS) با پلاريزاسيون دوگانه، پهناي‌باند وسيع، ساختار ساده و عملكرد بالا براي كاربرد‌هاي LTE700/GSM850/GSM900 معرفي شده است. آنتن BTS پيشنهادي در اين مقاله شامل چهار دايپل مغناطيسي-الكتريكي (MED)است كه با يك آرايش مربعي براي ايجاد پلاريزاسيون مورب 45± درجه در كنار هم قرار گرفته‌اند. هر كدام از MEDها شامل يك ساختار تغذيه به شكلΓ ، يك دايپل مغناطيسي، يك دايپل الكتريكي، يك رزوناتور فلزي و يك بازتابنده استوانه‌اي شكل است. در اين طراحي، دايپل الكتريكي، از سه قسمت فلزي به همراه يك شكاف تشكيل يافته است. تنظيم ابعاد اين قطعات هادي و صفحه رزوناتور باعث افزايش پهناي باند امپدانسي آنتن مي‌شود. همچنين، بازتابنده استوانه‌اي شكل، بهره آنتن را افزايش داده و نقش قابل توجه‌اي در تثبيت پترن تشعشعي آنتن ايفا مي‌كند. نتايج آزمايشگاهي نشان مي‌دهند كه اين آنتن داراي پهناي‌باند فركانسي 38/1 درصد (2/8-686/1008 مگاهرتز) با معيار |S11| كمتر از 15- دسي­بل، بيشينه بهره 11/45 دسي­بل، سطح پلاريزاسيون متقاطع پايين و پهناي ‌بيم نصف توان (HPBW) تقريباً 60/4، 64/7 و 66/8 درجه به ­ترتيب در فركانس‌هاي 700، 8500 و 900 مگاهرتز است. به اين ترتيب مي‌توان نتيجه گرفت كه آنتن فوق براي سيستم‌هاي شبكه تلفن همراه مي‌تواند قابل استفاده باشد.

A new design of a dual-polarized base-station antenna with a wideband, low profile and high performance is introduced in this work for the LTE700/GSM850/GSM900 applications. The proposed base-station antenna in this study is comprised of four single-polarized magneto-electric dipoles (MEDs) antenna are positioned with a square arrangement to produce ±45° slant polarization. Each antenna is involved with an electrical dipole, a Γ-shaped feed structure, a magnetical dipole, a metallic resonator, and a cylindrical-shaped reflector. Three metallic portions with a slit produce the electrical dipole. Adjusting the dimensions of these segments and resonator plate improve the antenna impedance bandwidth. Also, the cylindrical-shaped reflector increases the antenna gain and has a significant rule to stabilize the antenna radiation pattern. The measurements exhibit that this antenna achieves an expanded frequency bandwidth of 38.1% (686.2-1008.8 MHz) for |S11| < –15 dB, realized peak gain of 11.45 dBi, low cross-polarization, and half-power beamwidths (HPBWs) of approximately 60.4°, 64.7°, and 66.8° at frequencies of 700 MHz, 8500 MHZ, and 900 MHz respectively. Results approve that the above-mentioned antenna is applicable for mobile cellular networks systems.