استفاده از حل معادلات انتگرالی در تحلیل یک آنتن پهن باند مایکرواستریپی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی - واحد علوم و تحقیقات

2 دانشگاه سمنان

چکیده

در این مقاله شیوه طراحی و تحلیل تمام موج یک ساختار آنتنی پهن باند مایکرواستریپی، با استفاده از حل معادلات انتگرالی حجمی – سطحی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. توزیع جریانهای روی عناصر فلزی و زیرآیند دی الکتریکی با استفاده از بسط این جریانها به توابع پایه تقریب زده می شود. ضرایب مجهول از حل معادلات تلفیقی انتگرالی حجمی - سطحی قابل محاسبه است. نتایج مربوط به تلفات بازگشتی و الگوی تشعشعی آنتن پهن باند 3.5 تا 10.5 گیگاهرتز با استفاده از این روش مورد ارزیابی و صحه گذاری قرار گرفته است. نمونه ای از آنتن مورد نظر ساخته شده است ومقایسه نتایج آن با روش ارائه شده و نیز با تحلیل نرم افزار CST آورده شده است. نتایج رضایت بخش شبیه سازی و ساخت آنتن، از سرعت بالا و کارآمد بودن روش تحلیل آنتن حکایت دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of a Microstrip Wide Band Antenna by Solving Volume-Surface Integral Equations

نویسندگان [English]

  • Ahmad Hosseinbeig 1
  • Javad Soleiman Meiguni 2
چکیده [English]

In this paper, a method based on hybrid Volume-Surface Integral Equation (VSIE) formulation in combination with Green's Function is presented to analyze a wide band planar microstrip antenna. Hybrid volume-surface Mixed Potential Integral Equation (MPIE) is used to analyze the structure. This hybrid integral equation is solved with the aid of spatial-domain Method of Moments (MoM) in order to compute surface current in metal faces and volume charge densities in dielectric substrate. The antenna is fed via a coaxial probe which is modeled in the developed code. Accuracy of the presented method is validated by comparing the results obtained from the proposed method with those of CAD simulations and measurements results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green's function
  • method of moments
  • volume-surface integral equation
  • wide band antenna
 

[1] W. C. Chew, Waves and Fields in Inhomogeneous Media, IEEE Press Series on Electromagnetic Waves, 1995.

[2] C. T. Tai, Dyadic Green’s Functions in Electromagnetics Theory, IEEE Press Series on Electromagnetic Waves, 1994.

[3] J. V. Bladel, Electromagnetic Fields, second edition, IEEE press, John Wiley & Sons, Inc., 2007.

[4] S. K. Khamas, “Electromagnetic Radiation by Antennas of Arbitrary Shape in a Layered Spherical Media,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 12, pp. 3827–3834, Dec. 2009.

[5] W. C. Gibson, The Method of Moments in Electromagnetics, Chapman & Hall/CRC, Taylor & Francis Group, 2008.

[6] S. M. Rao, D. R. Wilton, and A. W. Glisson, “Electromagnetic scattering by surfaces of arbitrary shape,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 30, pp. 409–418, May 1982.

[7] D. H. Schaubert, D. R. Wilton, and A. W. Glisson, “A tetrahedral modeling method for electromagnetic scattering by arbitrarily shaped inhomogeneous dielectric bodies,” IEEE Trans. Antennas and Propagation, vol. AP-32, no. 1, pp. 77-85, January 1984.

[8] J. P. Damiano and A. Papiernik, “Survey of analytical and numerical models for probe-fed microstrip antennas,” IEE Proc.-Microw. Antennas Propag., Vol. 141, no. I, pp. 15–21, Feb. 1994.

[9] P. V. Betziosa, I. S. Karanasioub, and N. K. Uzunogluc, "Analysis of a dielectric resonator antenna by applying a combined semi-analytical method and simulation," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol.21, issue 14, pp. 1983-1994, 2007.

[10] T. Fortakia, L. Djouaneb, F. Chebarab, and A. Benghalia, "Radiation of a rectangular microstrip patch antenna covered with a dielectric layer," International Journal of Electronics, vol.95, issue 9, pp. 989-998, 2008.