DESIGN OF CIRCULAR SLOTTED RECTANGULAR MICROSTRIP PATCH ANTENNA WITH DUAL-RESONANCE FOR WLAN/WIMAX APPLICATIONS

Abstract

In this work, a design for enhancing bandwidth of a dual-resonant circular slotted patch antenna for 2.4-3.5 GHz WLAN/WiMAX applications is proposed and tested. The designed antenna is a modified form of the rectangular patch antenna consisting of three identical circular slots in antenna surface and it printed on an FR-4 substrate. This antenna has two different operating frequencies, with center frequencies of 2.592 and 3.338 GHz. Classical microstrip antennas yield a maximum bandwidth of about 8%. By incorporating slots in antenna, the bandwidth of the antenna is improved. The fractional bandwidth at 2.592 GHz is 50.9% and at 3.358 GHz is 39.5%. The proposed antenna is simulated, fabricated and tested. Measured results showed good agreement with the simulated results. The gain of the antenna is 2.169 dB at 2.59 GHz and 2.175 dB at 3.338 GHz.

Keywords

• Microstrip Patch Antenna
• Wideband
• Dual Resonance
• WLAN
• Circular Slotted

WLAN UYGULAMALARI İÇİN ÇİFT REZONANS FREKANSINDA ÇALIŞAN DAİRESEL YARIKLI DİKDÖRTGENSEL MİKROŞERİT YAMA ANTEN TASARIMI

Abstract

Bu çalışmada, 2,4-3,5 GHz WLAN/WiMAX uygulamalarında bant genişliği arttırımı için çift rezonanslı dairesel yarıklı yama anten önerilmiş ve analiz edilmiştir. Tasarlanan anten, dikdörtgensel yama antenin yüzeyinden 3 tane dairesel yarık oluşturulması ile elde edilmiş ve anten FR-4 malzemesi kullanılarak ürettirilmiştir. Bu anten, merkez frekansları 2,592 GHz ve 3,338 GHz olmak üzere iki farklı çalışma frekansına sahiptir. Klasik mikroşerit antenlerin maksimum oransal bant genişliği %8 civarındadır. Klasik mikroşerit antene dairesel yarıkların açılması ile oransal bant genişliği 2,592 GHz merkez frekansında %50,9 arttırılmış olup, 3,338 GHz merkez frekansında ise %39,5 arttırılmıştır. Antenin kazancı 2,592 GHz’de 2,169 dB ve 3,338 GHz’de 2,175 dB olarak bulunmuştur. Önerilen antenin simülasyonu, üretimi ve analizleri yapılmıştır. Ölçüm sonuçlarının simülasyon sonuçları ile tutarlı olduğu gözlenmiştir.

Keywords

• Mikroşerit Yama Anten
• Genişbant
• Çift Rezonans
• WLAN
• Dairesel Yarık

References

1. A.K, G. & Kumar, N. (2015). Dual band meander slot antenna for mobile applications. 2015 International Conference on Communications and Signal Processing (ICCSP):828–830.
2. Alaa A. Yassin,Rashid A. Saeed “Reconfigurable Dual Band Antenna for 2.4 and 3.5 GHz using Single PIN Diode”, 2013 International Conference On Computing, Electrical And Electronic Engineering (ICCEEE).
3. Armağan, O, Kahriman, M. (2016). 2.45 GHz, 3.7 GHz ve 5.8 GHz frekanslarda çalışan üç-bant yama anten tasarımı. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 4 (3), 189-193.
4. D. Yu, Z. H. Zhang, W. L. Liu, B. Yang, "Dual-band miniaturized printed antenna for WLAN applications," IEEE International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (lCMMT), vol. 3, pp. 1 -4, 2012.
5. Değirmenci E., Akman H., Kahriman M., "ISM 1800 MHz ve 2450 MHz Frekanslarda Kullanılabilecek Daire ve Dikdörtgen Yarıklı Dual Band Anten Tasarımı", IEEE 22. Sinyal İşleme ve İletişim Uygulamaları Kurultayı, 23-25 Nisan 2014, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon
6. J. Gemio, G. Junkin, J. Parron, and R. Villarino, “Resonator-loaded dual-band monopole for universal WLAN,” IEEE Antennas Wireless Propag Lett., vol. 8, pp. 736-739, 2009.
7. Kumari R, Behera SK A compact dual resonance dielectric resonator antenna array with partial ground plane. In: Proceedings of 1st international conference on recent advances in information technology (RAIT 2012). Dhanbad, India, March 2012, pp 809–812
8. R. Sharma, M. Kumar, “Dual band microstrip- fed printed antennas for wireless applications,” Fourth International Conference on Computational Intelligence and Communication Networks, pp. 37 – 40, 2012

9. S. I. Rosaline and S. Raghavan, “Compact dual band antenna for GSM/WiMAX applications,” in 2015 3rd International Conference on Signal Processing, Communication and Networking (ICSCN), 2015, pp. 1–3.
10. S. Ismail, S. Rahim, A. Ibrahim, M. Sabran, and H.Mohamad, “Dual band inverted H-shaped slot monopole antenna for WLAN applications,” in Communications (MICC), 2015 IEEE 12th Malaysia International Conference on. IEEE, 2015, pp. 197–200
11. S. Liu, W. Wu, and D. G. Fang, “Single-feed Dual-layer Dual-and Eshaped and U-slot Patch Antenna for Wireless Communication Application,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 15, pp. 468– 471, 2016.
12. Y. T. Wu, Q. X. Chu, and S. J. Yao, “A dual-band printed slot diversity antenna for wireless communication terminals,” in Wireless Symposium (IWS), 2013 IEEE International, pp. 1-3, 2013.