Abstract




 
   

IJE TRANSACTIONS C: Aspects Vol. 30, No. 12 (December 2017) 1531-1538    Article in Press

PDF URL: http://www.ije.ir/Vol30/No12/C/13.pdf  
downloaded Downloaded: 0   viewed Viewed: 55

  DESIGN AND DEVELOPMENT OF HIGH GAIN, LOW PROFILE AND CIRCULARLY POLARIZED CAVITY-BACKED SLOT ANTENNAS USING HIGH-ORDER MODES OF SQUARE SHAPED SIW RESOANTOR
 
M. H. Neshati and A. Soltan
 
( Received: June 26, 2017 – Accepted: September 08, 2017 )
 
 

Abstract    In In this paper, two low profile, single fed cavity backed slot antennas providing circular polarization (CP) wave are introduced. One of the structures presents a right-handed CP (RHCP) wave, while the other one offers a left handed CP (LHCP) wave. The proposed antennas consist of a rectangular SIW cavity incorporatng with a couple pair of radiating slot to radiate two components with 90° phase difference far from the antennas. A single layer of printed circuit board (PCB) process is employed for both antennas to provide low cost, light weight and also to be compatible with planar circuits. An inset feed line is used to excite two orthogonal modes including TE120 and TE210 with suitable phase difference for generating CP wave. Antenna structure is numerically evaluated using High Frquency Structure Simulator (HFSS) and a prototype of RHCP antenna is made and its radiation charateristics including reflection coefficient, gain, Axial Ratio (AR) and radiation patterns are reported.

 

Keywords    Cavity Backed Antenna, Slot Antenna, Circular Polarization, Substrate Integrated Waveguide (SIW).

 

چکیده    در این مقاله، دو آنتن روزنه‌ای تغذیه شده با حفره تشدید و تحریک با خط انتقال از یک نقطه برای تولید موج با قطبش دایروی معرفی می‌شوند. یکی از آنتن ها دارای قطبش دایروی جپ گرد و ساختار دیگر دارای قطبش چپ گرد است. آنتن های پیشنهادی از یک تشدید کننده مربعی با فناوری موجبر مجتمع شده در زیر لایه تشکیل شده و همراه با دو جفت روزنه تشعشع کننده، دو مولفه راه دور میدان با اختلاف فاز °90 برای ایجاد قطبش دایروی ایجاد می‌کنند. آنتن ها با استفاده از فرآیند مدار چاپی و با استفاده از یک زیرلایه ساخته شده اند که هزینه ساخت آن‌ها کم، سبک و به سادگی با مدارهای صفحه‌ای سازگار است. با استفاده از خط تغذیه میکرواستریپ مُدهای TE120 و TE210 تشدید کننده مربعی با فاز مناسب تحریک شده و موج با قطبش دایروی ایجاد می‌شود. ساختار آنتن با استفاده از نرم افزار HFSS شبیه سازی شده و برای یک نمونه ساخته شده، مشخصات تشعشع آنتن شامل ضریب بازتاب، بهره، الگوی تشعشع و AR گزارش می‌شوند.

References    C. Caloz and T. Itoh, "Guided-wave applications" in Electromagnetic metamaterials: transmission line theory and microwave applications, 1st ed., Ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2006, pp. 227-249.S. D. Targonski and D. M. pozar, “Design of wideband circularly polarized aperture coupled microstrip antennas” IEEE Trans. on AP., Vol. 41, No. 2, pp. 214−220, Feb. 1993.H. Iwasaki, “A circularly polarized small-size microstrip antenna with a cross slot,” IEEE Trans. on AP. Vol. 44, No. 10, pp. 1399−501, Oct. 1996.C. Huamg and K. Wong, “Coplanar waveguide-fed circularly polarized  microstrip antenna,” IEEE Trans. on  AP., Vol. 48, No. 2, pp. 328−329, Feb. 2000.Q. Li and Z. Shen, “An inverted microstrip-fed cavity-backed slot antenna for circular polarization,” IEEE Antennas Wireless propag. Lett., Vol. 1, pp. 190−192, 2002.H. Morishita, K. Hirasawa and K. Fujimoto, “Analysis of a cavity backed annular slot antenna with one point shorted,’’ IEEE Trans. on AP., Vol. 39, No. 10, pp. 1472−1478, Oct. 1991.F. Xu and K. Wu, “Guided-wave and leakage characteristics substrate integrated waveguide, IEEE Trans. on MTT., Vol. 53, No. 1, pp. 66–73, 2005.G. Luo, Z. Hu, L. Dong and L. Sun, “Planar Slot Antenna Backed by Substrate Integrated Waveguide Cavity,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 7, pp. 236-239, 2008.G. Q. Luo, Z.  F. Hu, L. Yu and L. L. Sun, "Development of low profile cavity backed crossed slot antennas for planar integration," IEEE Trans. On AP., Vol. 57, No. 10, pp. 2972-2979, Oct. 2009. Wangwang Han, Feng Yang, Jun Ouyang, and Peng Yang, “Low-cost Wideband and High-Gain Slotted Cavity Antenna Using High-Order Modes for Millimetre-Wave Application,” IEEE Trans. on AP. Vol. 63, No. 11, pp. 2972-2979, Nov. 2015. S. A. Rezavi, Mohammad H. Neshati, “Development of a Low-Profile Circularly Polarized Cavity-Backed Antenna Using HMSIW Technique,’’ IEEE Trans. on AP., Vol. 61, No. 3, pp. 1041−1047, March. 2013.  H. Dashti, Mohammad H. Neshati, “New Techniques to Improve Radiation Characteristics of SIW Cavity-Backed Slot Antennas,” 22d Iranian Conference on Electrical Engineering-ICEE2014, Tehran, Iran.Abbas Sultan and Mohammd H. Neshati, “Development of Circularly Polarized Cavity Backed Slot Antennas Using SIW Structure,” 3rd International Conference on Advances in Computational Tools for Engineering Applications (ACTEA16), 2016, Beirut, Lebanon.


Download PDF 



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