Design of Dual-Band a Wearable patch Antenna for 5G Applications

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

The rapid development of wearable applications based on 5G networks has led to an urgent need for specific antenna types. These antennas must have low power consumption, small size, great flexibility, and other features.Thus, the microstrip antenna is the best choice for these applications. In this thesis, a dual band antenna has been presented for 5G wearable applications. The proposed antenna operates in 6GHz and 28GHz frequencies, which are within the 5G frequency bands. The antenna design is simulated and validated by two-simulation softwares: Computer Simulation Technology (CST-Studio) and High-Frequency Simulation Software (HFSS). The Arlon AD 250C, Rogers RT/droid 5880(tm), and FR4 materials are used as substrates, in addition to the copper as a patch and ground. The simulation results show that the Rogers RT/droid 5880(tm) material has the better performance compared to other materials. However, the FR4 material is used in the fabrication process due to the unavailability of the Rogers RT/droid 5880(tm) in the Iraqi materials. The propose antenna has been designed with four feeding methods: Microstrip line, Coaxial (coplanar feed), Proximity coupled, and Aperture coupled. The simulation results shows that the Aperture coupled method has the best results over the other methods. Where, the antenna parameters with the Aperture coupled method are determined as follows:S11 values are -69.2dB and 23.2dB at 6GHz and 28 GHz, respectively, in addition, VSWR values are 1.006 dB and 1.14 dB at 6GHz and 28 GHz, respectively. Furthermore, the gain and efficiency values are (3.72 dB & 65.7%) and (7.07 dB & 97.5%) for 6GHz and 28 GHz, respectively.These results and other are compared with some literature results and this comparison shows that the proposed antenna outperforms the previous works.The folding ability of the proposed antenna has been tested by bending it on cylinders with different radii. Where, the simulation results show that the folded antenna versions have the same performance as the original one. Finally, the fabrication results show the fabricated antenna has a problem due to the air gap between the antenna’s substrates, which left because the hardiness of the FR4 material. However, the performance of the fabricated antenna has been corrected by compressing the both substrates during the test process.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

013b6cad-d126-40c7-b5c6-9574310d9bee

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

994242_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تصميم هوائي ثنائي الحزمة قابل للارتداء لتطبيقات الجيل الخامس

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"شهلاء ياسين يونس العبادي","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"محمد تايه كاطع","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Design of Dual-Band a Wearable patch Antenna for 5G Applications

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

أدى التطور السريع للتطبيقات القابلة للارتداء المعتمدة على شبكات الجيل الخامس إلى الحاجة الملحة لأنواع محددة من الهوائيات. يجب أن تتمتع هذه الهوائيات باستهلاك منخفض للطاقة وصغر الحجم ومرونة كبيرة وميزات أخرى. وبالتالي ، فإن هوائي microstrip هو الخيار الأفضل لهذه التطبيقات. في هذه الرسالة، تم تقديم هوائي مزدوج النطاق لتطبيقات الجيل الخامس القابلة للارتداء. يعمل الهوائي المقترح بترددات 6 جيجاهرتز و 28 جيجاهرتز ، والتي تقع ضمن نطاق ترددات الجيل الخامس. يتم محاكاة تصميم الهوائي والتحقق من صحته من خلال برنامجين: تقنية محاكاة الكمبيوتر (CST-Studio) وبرنامج محاكاة التردد العالي (HFSS) .تُستخدم المواد Arlon AD 250C و Rogers RT / droid 5880 (tm) و FR4 كعوازل ، بالإضافة إلى النحاس للرقعة والأرض. تُظهر نتائج المحاكاة أن مادة Rogers RT / droid 5880 (tm) تتمتع بأداء أفضل مقارنة بالمواد الأخرى. ومع ذلك ، يتم استخدام مادة FR4 في عملية التصنيع بسبب عدم توفر Rogers RT / droid 5880 (tm) في الاسواق العراقية.تم تصميم الهوائي المقترح بأربع طرق تغذيةMicrostrip line, Coaxial (coplanar feed), Proximity coupled, and Aperture coupled. تظهر نتائج المحاكاة أن طريقة ال Aperture coupled تمتلك نتائج أفضل من الطرق الأخرى. حيث تم حساب معاملات الهوائي المعتمد على طريقة ال Aperture coupled على النحو التالي: قيم S11 هي 69.2- ديسيبل و 23.2 ديسيبل عند ترددات 6 جيجا هرتز و 28 جيجا هرتز على التوالي ، بالإضافة إلى ان قيم VSWR هي 1.006 ديسيبل و 1.14 ديسيبل عند ترددات 6 جيجا هرتز و 28 جيجا هرتز على التوالي. علاوة على ذلك ، فإن قيم الكسب والكفاءة هي (3.72 ديسيبل و ٪ 65.7) و (7.07 ديسيبل و ٪ 97.5) لـترددات 6 جيجا هرتز و 28 جيجا هرتز على التوالي.تم اختبار قدرة الانحناء للهوائي المقترح عن طريق ثنيه على أسطوانات ذات أنصاف أقطار مختلفة. حيث تُظهر نتائج المحاكاة أن نسخ الهوائي المنحني تمتلك نفس اداء الهوائي الأصلي. في الختام، تُظهر نتائج التصنيع أن الهوائي المصنع لديه مشكلة بسبب الفجوة الهوائية الموجودة بين عوازل الهوائي، والتي تُركت بسبب صلابة مادة ال FR4. ومع ذلك ، فقد تم تصحيح أداء الهوائي المصنع بضغط كلا الركيزتين أثناء عملية.

كلمات الباحثين

Dual-band antenna, 5G wearable applications, microstrip antenna, aperture coupled, CST-Studio, HFSS, substrate materials, antenna gain, efficiency, S11, VSWR

إشراف وإعداد

الإشراف

محمد تايه كاطع

الإعداد

شهلاء ياسين يونس العبادي

الاقتباسات الببليوغرافية