Випромінювання електромагнітних хвиль регулярними та біконічними диполями зі змінним розподіленим поверхневим імпедансом і довільним збудженням
Анотація
Отримано наближений аналітичний розв'язок задачі про випромінювання електромагнітних хвиль регулярними та біконічними диполями з постійним та змінним комплексним розподіленим поверхневим імпедансом і довільним збудженням. Правильність рішення підтверджується задовільним узгодженням експериментальних і чисельних результатів із відомих літературних джерел. Наведено чисельні результати для вхідних характеристик і полів випромінювання диполів у випадках їх симетричного та асиметричного збудження точковим джерелом.
Завантаження
Посилання
Z. N. Chen, Antennas for portable devices, Chichester, (England: Wiley, 2007).
K. Fujimoto, and J. R. James, Mobile antenna systems handbook, (London, England: Artech House, 2008).
Z. Zhang, Antenna design for mobile devices, (London, England: Wiley, 2017).
G. Zhou, and B. Yildirim, “A multi-band fixed cellular phone antenna,” in: Proc. IEEE AP-S Int. Symp. 1, 112 (1999). https://doi.org/10.1109/APS.1999.789095
N. Odachi, S. Sekine, H. Shoki, and Y. Suzuki, “A rod antenna with a meander element for hand-held phone,” in: Proc. IEEE AP-S Int. Symp. 3, 1682 (2000). https://doi.org/10.1109/APS.2000.874565
H.-C. Tung, C.-Y. Fang, and K.-L. Wong, “Dual-band inverted-L monopole antenna for GSM/DCS mobile phone,” in: Proc. IEEE AP-S Int. Symp. 3, 30-33 (2002). https://doi.org/10.1109/APS.2002.1018149
C. Song, Y. Huang, J. Zhou, P. Carter, S. Yuan, Q. Xu, and Z. Fei, “Matching network elimination in broadband rectennas for high-efficiency wireless power transfer and energy harvesting,” IEEE Trans. Industrial Electronics, 64, 3950-3961 (2017). https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2645505
K. Paramayudha, S. J. Chen, T. Kaufmann, W. Withayachumnankul, and C. Fumeaux, “Triple-band reconfigurable low-profile monopolar antenna with independent tenability,” IEEE Open J. Antennas Propag. 1, 47-56 (2020). https://doi.org/10.1109/OJAP.2020.2977662
W. Hu, T. Feng, S. Gao, L. Wen, Q. Luo, P. Fei, Y. Liu, and X. Yang, “Wideband circularly polarized antenna using single-arm coupled asymmetric dipoles,” IEEE Trans. Antennas Propag. 68, 5104-5113 (2020). https://doi.org/10.1109/TAP.2020.2975275
Y. Luo, and Y. Liu, “Nona-band antenna with small nonground portion for full-view display mobile phones,” IEEE Trans. Antennas Propag. 68, 7624-7629 (2020). https://doi.org/10.1109/TAP.2020.2989874
S. Wang, and Z. Du, “A dual-antenna system for LTE/WWAN/WLAN/WiMAX smartphone applications,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 14, 1443-1446 (2015). https://doi.org/10.1109/LAWP.2015.2411253
R. Tang, and Z. Du, “Wideband monopole without lumped elements for octa-band narrow-frame LTE smartphone,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 16, 720-723 (2017). https://doi.org/10.1109/LAWP.2016.2600761
Y. Yang, Z. Zhao, W. Yang, Z. Nie, and Q.-H. Liu, “Compact multimode monopole antenna for metal-rimmed mobile phones,” IEEE Trans. Antennas Propag. 65, 2297-2304 (2017). https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2679059
Y. Liu, P. Liu, Z. Meng, L. Wang, and Y. Li, “A planar printed nona-band loop-monopole reconfigurable antenna for mobile handsets,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 17, 1575-1579 (2018). https://doi.org/10.1109/LAWP.2018.2856459
D. Huang, Z. Du, and Y. Wang, “A quad-antenna system for 4G/5G/GPS metal frame mobile phones,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 18, 1586-1590 (2019). https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2924322
Q. Tan, and F-C. Chen, “Triband circularly polarized antenna using a single patch,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 19, 2013-2017 (2020). https://doi.org/10.1109/LAWP.2020.3014961
R.M. Moreno, J. Kurvinen, J. Ala-Laurinaho, A. Khripkov, J. Ilvonen, J. van Wonterghem, and V. Viikari, “Dual-polarized mm-wave endfire chain-slot antenna for mobile devices,” IEEE Trans. Antennas Propag. 69, 25-34 (2021). https://doi.org/10.1109/TAP.2020.3001434
L. Chang, G. Zhang, and H. Wang, “Triple-band microstrip patch antenna and its four-antenna module based on half-mode patch for 5Gx4 MIMO operation,” IEEE Trans. Antennas Propag. 70, 67-74 (2022). https://doi.org/10.1109/TAP.2021.3090572
C. Sahana, D. Nirmala, and M. Jayakumar, “Dual-band circularly polarized annular ring patch antenna for GPS-aided GEO-augmented navigation receivers,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 21, 1737-1741 (2022). https://doi.org/10.1109/LAWP.2022.3178980
R. Lakshmanan, S. Mridula, A. Pradeep, and K. Neema, “Ultra compact flexible monopole antennas for tri-band applications,” Prog. Electromagn. Res. C, 130, 43-55 (2023). http://dx.doi.org/10.2528/PIERC22110906
A. Khade, M. Trimukhe, S. Verblkar, and R. K. Gupta, “Miniaturization of printed rectangular monopole antenna by using slots for triple band applications,” Prog. Electromagn. Res. C, 130, 155-167 (2023). http://dx.doi.org/10.2528/PIERC22122401
R. W. P. King, and T. T. Wu, “The cylindrical antenna with arbitrary driving point,” IEEE Trans. Antennas Propag. 13, 710-718 (1965). https://doi.org/10.1109/TAP.1965.1138531
B. D. Popovic, “On polynomial approximation of current along thin asymmetrical cylindrical dipoles,” IEEE Trans. Antennas Propag. 19, 117-120 (1971). https://doi.org/10.1109/TAP.1971.1139879
Y. Wang, S. Xu, and D. H. Werner, “1 bit dual-polarized reconfigurable transmitarray antenna using asymmetric dipole elements with parasitic bypass dipoles,” IEEE Trans. Antennas Propag. 69, 1188-1192 (2021). https://doi.org/10.1109/TAP.2020.3005713
M. V. Nesterenko, V. A. Katrich, Y M. Penkin, V. M. Dakhov, and S. L. Berdnik, Thin Impedance Vibrators. Theory and Applications, (Springer Science+Business Media, New York, 2011).
M. V. Nesterenko, V. A. Katrich, S. L. Berdnik, O. M. Dumin, and Y. O. Antonenko, “Asymmetric impedance vibrator for multi-band communication systems,” Prog. Electromagn. Res. M, 102, 81-89 (2021). http://dx.doi.org/10.2528/PIERM21031207
R. Xu, and Z. Shen, “Dual-band circularly polarized RFID reader antenna with combined dipole and monopoles,” IEEE Trans. Antennas Propag., 71, 9593-9600, (2023). https://doi.org/10.1109/TAP.2023.3326945
X. Liu, K. Ning, S. Xue, L. Ge, K. W. Leung, and J.-F. Mao, “Printed filtering dipole antenna with compact size and high selectivity,” IEEE Trans. Antennas Propag., 72, 2355-2367, (2024). https://doi.org/10.1109/TAP.2024.3356176
S. A. Schelkunoff, “Theory of antennas of arbitrary size and shape,” Proc. IRE, 29, 493-521 (1941). https://doi.org/10.1109/JRPROC.1941.231669
C.T. Tai, “On the theory of biconical antennas,” Journal Applied Phys., 19, 1155-1160 (1948). https://doi.org/10.1063/1.1715036
S.A. Schelkunoff, Antennas Theory and Practice, (Facsimile Publisher, 1952).
T.T. Wu, and R.W.P. King, “The tapered antenna and its application to the junction problem for thin wires,” IEEE Trans. Antennas Propag. 24, 42-45 (1976). https://doi.org/10.1109/TAP.1976.1141274
S.A. Saoudy, and M. Hamid, “Input admittance of a biconical antenna with wide feed gap,” IEEE Trans. Antennas Propag. 38, 1784-1790 (1990). https://doi.org/10.1109/8.102740
S. S. Sandler, and R. W. P. King, “Compact conical antennas for wide-band coverage,” IEEE Trans. Antennas Propag. 42, 436-439 (1994). https://doi.org/10.1109/8.280735
K.-L. Wong, and S.-L. Chien, “Wide-band cylindrical monopole antenna for mobile phone,” IEEE Trans. Antennas Propag. 53, 2756-2758 (2005). https://doi.org/10.1109/TAP.2005.851784
O. Dumin, P. Fomin, V. Plakhtii, and M. Nesterenko, “Ultrawideband combined monopole-slot radiator of Clavin type,” in Proc. XXVth Int. Sem. Direct Inverse Problems of Electromagn. and Acoustic Wave Theory, 32-36, (2020). https://doi.org/10.1109/DIPED49797.2020.9273399
P. Fomin, O. Dumin, V. Plakhtii, and M. Nesterenko, “UWB antenna arrays with the monopole-slot radiator of Clavin type,” in Proc. IIIth Ukraine Conf. on Electrical and Computer Engineering, 258-261, (2021). https://doi.org/10.1109/UKRCON53503.2021.9575282
M. V. Nesterenko, A. V. Gomozov, V. A. Katrich, S. L. Berdnik, and V. I. Kijko, “Scattering of electromagnetic waves by impedance biconical vibrators in a free space and in a rectangular waveguide,” Prog. Electromagn. Res. C, 119, 275-285 (2022). http://dx.doi.org/10.2528/PIERC22020304
M.S. Fouad, A.E. Farahat, K.F.A. Hussein, A.A. Shaalan, and M.F. Ahmed, “Super-wideband fractal antenna for future generations of wireless communication,” Prog. Electromagn. Res. C, 136, 137-149 (2023). http://dx.doi.org/10.2528/PIERC23042507
F. F. Dubrovka, S. Piltyay, M. Movchan, and I. Zakharchuk, “Ultrawideband compact lightweight biconical antenna with capability of various polarizations reception for modern UAV applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., 71, 2922-2929 (2023). https://doi.org/10.1109/TAP.2023.3247145
J.M. Platt, L.B. Boskovic, and D.S. Filipovic, “Wideband biconical antenna with embedded band-notch resonator,” IEEE Trans. Antennas Propag., 72, 2921-2925 (2024). https://doi.org/10.1109/TAP.2024.3349785
I. D. Chiele, M. Donelli, J. Iannacci, and K. Guha, “On chip modulated scattering tag operating at millimetric frequency band,” Prog. Electromagn. Res. M, 124, 71-77 (2024). http://dx.doi.org/10.2528/PIERM23102707
M. V. Nesterenko, V. A. Katrich, and S. V. Pshenichnaya, “Multyband asymmetric biconical dipole antenna with distributed surface impedance and arbitrary excitation,” East European J. Physics, 2, 450-455 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-59
R.W.P. King, and G.S. Smith, Antennas in Matter, (Cambridge, USA: MIT Press, 1981).
R.W.P. King, and L.D. Scott, “The cylindrical antenna as a probe for studying the electrical properties of media,” IEEE Trans. Antennas and Propagat., 19, 406-416 (1971). https://doi.org/10.1109/TAP.1971.1139930
D. Lamensdorf, “An experimental investigation of dielectric-coated antennas,” IEEE Trans. Antennas and Propagat. 15, 767-771 (1967).
Tables of Physical Values. Handbook, Editor I. K. Kikoin. (Moskow: Atomizdat, 1976). (in Russian)
K. Yoshitomi, “Radiation frm a slot in an impedance surface,” IEEE Trans. Antennas Propag. 49, 1370-1376 (2001). https://doi.org/10.1109/8.954925
Авторське право (c) 2024 М. В. Нестеренко, В. А. Катрич, Ю. В. Аркуша, В. В. Катрич
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
