Title Frequency Reconfigurable Patch Antenna for 4G LTE Applications
الباحث الرئيس حسن طارق شطة
التخصص: الهندسة الكهربائية
التخصص الدقيق: Wireless Communication
المستخلص: يعرض هذا الورق (50 × 60 × 1.6 مم 3) هوائي رقائقي مضغوط قابل لإعادة التشكيل ومتعدد الترددات مطبوع لتطبيقات 4G LTE. يتكون الهوائي من خطوط رقعة على شكل حرف W ومقلوب على شكل حرف U موصولة على شكل شجرة على الجانب الأمامي من الهوائي. يحتوي الجانب الخلفي من الهوائي على شريط على شكل حرف T مائل 90 درجة متصل بشريط على شكل L مقلوب يتم تقصيره بحزمة على الجانب الأمامي لزيادة الطول الكهربائي لتغطية نطاقات التردد المنخفض. يتم تحقيق إعادة تشكيل التردد عن طريق إدخال ثلاثة مفاتيح ، أي صمامات PIN. الجزء الأكثر أهمية في هذا العمل هو تصميم دارات خطوط DC المستندة إلى RLC لتوفير انحياز DC إلى صمامات PIN المستخدمة كمبدلات وإدخالها في المواقع المثلى. يمكن إعادة تشكيل هذا الهوائي بين ثمانية نطاقات تردد 4G LTE مختلفة بما في ذلك 0.9 جيجا هرتز و 1.4 جيجا هرتز و 1.5 جيجا هرتز و 1.6 جيجا هرتز و 1.7 جيجا هرتز و 1.8 جيجا هرتز و 2.6 جيجا هرتز و 3.5 جيجا هرتز ونطاق WLAN 2.5 جيجا هرتز. يعرض الهوائي مخططات إشعاع مختلفة ذات اتجاه مختلف لكسب الذروة عند ترددات مختلفة ولمجموعات تبديل مختلفة. تمت محاكاة الهوائي باستخدام CST ، وتم تصنيع نموذج أولي لمقارنة النتائج المقاسة والمحاكاة بدقة جيدة.
Abstract: A compact printed multi-band frequency reconfigurable patch antenna for 4G LTE applications is presented in this paper (50 × 60 × 1.6 mm3). The antenna consists of W-shaped and Inverted-U shaped patch lines connected in a Tree-shape on the front side of the antenna. The back-side of the antenna contains a 90-tilted T-shaped strip connected with an Inverted-L shaped strip which is shorted with a patch on the front side for increasing the electrical length to cover lower frequency bands. Frequency reconfigurability is achieved by inserting three switches i.e., PIN diodes. The most critical part of this work is the designing of RLC-based DC line circuits for providing the DC biasing to the PIN diodes used as switches and inserting them at optimum locations. This antenna is reconfigurable among eight different 4G LTE frequency bands including 0.9 GHz, 1.4 GHz, 1.5 GHz, 1.6 GHz, 1.7 GHz, 1.8 GHz, 2.6 GHz, 3.5 GHz and WLAN band 2.5 GHz. The antenna exhibits different radiation patterns having a different direction of peak gain at different frequencies and for different switching combinations. The antenna is simulated with CST, and a prototype is fabricated to compare the measured and simulated results with good accuracy.