IJE TRANSACTIONS C: Aspects Vol. 32, No. 3 (March 2019) 400-404   

PDF URL: http://www.ije.ir/Vol32/No3/C/7-3030.pdf  
downloaded Downloaded: 18   viewed Viewed: 63

E. Avşar Aydin
( Received: January 15, 2019 – Accepted in Revised Form: March 07, 2019 )

Abstract    A low-cost and portable vector network analyzer (VNA) which covered operating frequency between 1MHz to 3GHz is used for vector reflection coefficient and standing wave ratio (swr) of the various microstrip antennas. This paper presents measurements of various ultra wideband (uwb) microstrip antennas for applications in biomedical field. Selection of antenna is an important key for detection of different situations in biological signals. Measurements of antennas were performed by using miniVNA Tiny which operates by radiating an electromagnetic wave through an antenna and measuring standing wave ratio (swr) and return loss. However, the miniVNA Tiny is low-cost components and easy-to-produce antennas. The results indicate the good performance for UWB systems, especially microwave medical imaging applications. However, this device may enable for a low cost stepped-frequency system for use in tissue spectroscopy, field monitoring, and potentially in breast tumor detection.


Keywords    Reflection Coefficient; Standing Wave Ratio; Low-Cost Vector Network; Microstrip Antenns; Ultra Wideband



یک تحلیلگر شبکه ارزان قیمت و قابل حمل (VNA) که فرکانس آن بین 1 مگاهرتز تا 3 GHz را پوشش می دهد، برای ضریب بازتابگر و نسبت موج ایستاده (swr) از آنتن های میکرواستریت مختلف استفاده می شود. در این مقاله اندازه گیری های مختلف آنتن های میکرواستریت فوق العاده پهنای باند (UWB) برای کاربردهای در زمینه زیست پزشکی انجام می شود. انتخاب آنتن یک نقش مهمی برای تشخیص موقعیت های مختلف در سیگنال های بیولوژیکی دارد. اندازه گیری آنتنها با استفاده از miniVNA Tiny انجام شد که با انتشار یک موج الکترومغناطیسی از طریق آنتن و اندازه گیری نسبت موج ایستاده (SWR) و افت بازده عمل می کند. با این حال، miniVNA Tiny اجزای کم هزینه و آنتن های آسان برای تولید است. نتایج نشان می دهد عملکرد خوب برای سیستم های UWB، به خصوص برنامه های کاربردی تصویربرداری پزشکی مایکروویو. با این حال، این دستگاه ممکن است برای یک سیستم فرکانس کم هزینه برای استفاده در طیف سنجی بافت، نظارت بر زمینه و به طور بالقوه در تشخیص تومور سینه بکار گرفته شود.


1. Deschamps, G.A., "Microstrip microwave antennas", in Proceedings of the Third Symposium on the USAF Antenna Research and Development Program, Oct. (1953), 18-22.
2. Gutton, H. and Baissinot, G., "Flat aerial for ultra high frequencies", French Patent,  Vol. 703113, (1955).
3. Munson, R., "Conformal microstrip antennas and microstrip phased arrays", IEEE Transactions on Antennas and Propagation,  Vol. 22, No. 1, (1974), 74-78.
4. Howell, J., "Microstrip antennas", IEEE Transactions on Antennas and Propagation,  Vol. 23, No. 1, (1975), 90-93.
5. Garg, R., Bhartia, P., Bahl, I.J. and Ittipiboon, A., "Microstrip antenna design handbook, Artech house,  (2001).
6. James, J.R., Hall, P.S. and Wood, C., "Microstrip antenna: Theory and design, Iet,  (1986).
7. Carver, K. and Mink, J., "Microstrip antenna technology", IEEE Transactions on Antennas and Propagation,  Vol. 29, No. 1, (1981), 2-24.
8. James, J.R., "Handbook of microstrip antennas, IET,  Vol. 1,  (1989).
9. Tabatabaeian, Z.S. and Neshati, M.H., "Sensitivity analysis of a wideband backward-wave directional coupler using neural network and monte carlo method", International Journal of Engineering Transactions B: Applications, Vol. 31, No. 5, (2018), 729-733.
10. Fakharian, M.M., Rezaei, P., Azadi, A. and Dadras, M., "A capacitive fed microstrip patch antenna with air gap for wideband applications", International Journal of Engineering Transactions B: Applications,  Vol. 27, No. 5, (2014), 715-722.
11. Dashti, H. and Neshati, M.H., "Design investigation of microstrip patch and half-mode substrate integrated waveguide cavity hybrid antenna arrays", International Journal of Engineering-Transactions B: Applications,  Vol. 28, No. 5, (2015), 686-692.
12. Dashti, H. and Neshati, M.H., "Comparative investigation of half-mode siw cavity and microstrip hybrid antenna using different patch shapes", International Journal of Engineering Transactions A: Basics,  Vol. 27, No. 10, (2014), 1573-1580.
13. Balanis, C.A., "Antenna theory: Analysis and design, John wiley & sons,  (2016).
14. Byrne, D., Sarafianou, M. and Craddock, I.J., "Compound radar approach for breast imaging", IEEE Transactions on Biomedical Engineering,  Vol. 64, No. 1, (2017), 40-51.
15. Patil, A.S. and Ghongade, R., "Design of bioimpedance spectrometer", in 2016 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI), IEEE. (2016), 2724-2728.  

Download PDF 

International Journal of Engineering
E-mail: office@ije.ir
Web Site: http://www.ije.ir