Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Madahali,Zaker hossein Firoozeh
محسن مداح علی (استاد راهنما) ذاکرحسین فیروزه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Abed Bijayeh
رضا عابدبیجایه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Design and simulation of a miniaturized patch antenna at 2.4 GHz using metamaterial structures
Antenna miniaturization has received increased interest in antenna and related fields due to the desire for small and versatile antennas in radio communication systems. Nowadays, increasing demand for multifunctional systems derive more requirements for small mobile terminals, including cell phones, handheld portable wireless equipment for internet connection, short and long range communication devices, RFIDs (radio frequency identification), and others. Also, small equipment and devices which are used for data transmission and navigation (GPS systems) require small antennas. These applications and continuing growth of wireless devices have persuaded researchers to create smaller and more multifunctional antennas. The small physical size, low cost, broad bandwidth, and good efficiency are desirable features of an integrated antenna. Also, the quality factor (Q) and the radiation loss of the antennas are inversely related to the antenna size. Metamaterial-based antenna designs were developed in the early 1990s which resulted in a significant size miniaturization while maintaining a good radiation performance. In these antennas the dispersion relation and/or the near field boundary conditions are manipulated. In fact, metamaterial antennas opened a way to overcome the restrictive limitation of small antennas. In this thesis, a patch antenna with a central frequency of 2.4 GHz is designed which has been miniaturized significantly by using two different metamaterial structures: Reactive Impedance Surface (RIS) and Composite Right Left Hand (CRLH) structures. Three different antennas are proposed. Two of them have the same CRLH structure, but different numbers of frequency bands. One antenna is double-banded and the other has four bands. The third antenna designed with nine CRLH unit cells, has a different performance in comparison with the other antennas. Key Words: Antenna Miniaturization, Patch antenna, Reactive impedance surface, CRLH.
کوچک‌سازی آنتن‌ها به عنوان یکی از مهمترین و جذاب‌ترین موضوع‌ها در زمینه طراحی آنتن‌ها و مباحث مربوط به آن مطرح شده است.از زمان آغاز ارتباطات رادیویی، تمایل برای طراحی و ساخت آنتن‌های تطبیق‌پذیر و کوچک رو به افزایش بوده است. افزایش تقاضا برای سیستم‌های چندکاربردی شامل تلفن‌های همراه، تجهیزات بی‌سیم قابل حمل با قابلیت اتصال به اینترنت، وسایل ارتباطاتی با بردهای کوتاه و بلند، RFIDها نیاز به پایانه‌های سیّار کوچک را افزایش است. همچنین تجهیزات کوچک و وسایلی که برای انتقال اطلاعات و ردیابی استفاده می‌شوند (مانند سیستم‌های GPS)، نیازمند آنتن‌های کوچک هستند. این کاربردها و افزایش روز افزون سیستم‌های بی‌سیم موجب ترغیب مهندسین به طراحی و ساخت آنتن‌های کوچک‌تر و چند کاربردی بیشتری شده است. اندازه کوچک آنتن، قیمت کم، پهنای باند وسیع و کارآیی مناسب از ویژگی‌های مطلوب آنتن‌های مجتمع هستند. همچنین می‌توان نشان داد که ضریب کیفیت Q و تلفات تشعشعی آنتن به صورت معکوس با ابعاد آنتن رابطه دارد. در اواخر قرن بیستم میلادی آنتن‌های مبتنی بر فرامواد پیشنهاد شدند که در عین کوچک‌سازی ابعاد آنتن مشخصات تشعشعی مطلوبی دارند. در این آنتن‌ها کوچک‌سازی با دستکاری رابطه پاشندگی و یا شرایط مرزی میدان‌های نزدیک صورت می‌گیرد. در واقع طراحی آنتن با استفاده از فرامواد بسیاری از محدودیت‌های طراحی آنتن‌های کوچک را ندارد. در این پایان‌نامه یک آنتن وصله‌ای با فرکانس کاری 4/2 گیگاهرتز طراحی شده است که کوچک‌سازی آن با استفاده از دو ساختار فراماده صورت می‌گیرد: ساختارهای RIS و ساختارهای CRLH. سه آنتن با پارامترهای طراحی متفاوت با هم مقایسه شده‌اند. دو آنتن اول ساختار CRLH مشابهی دارند و تفاوت آن‌ها در تعداد باندهای فرکانسی ایجاد شده است. یکی از آن‌ها دو باند و دیگری چهارباند دارد. آنتن سوم با استفاده از ? سلول CRLH طراحی شده است و با آنتن پچ اولیه اندکی تفاوت کیفی دارد. واژه‌های کلیدی:1- کوچک‌سازی آنتن، 2- آنتن وصله‌ای، 3- سطوح امپدانسی راکتیوی، 4- CRLH.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی