Бердник С. Л., Катрич В. А., Лященко В. А. Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, пл. Свободи 4, м. Харків, 61077, Україна Тел.: 38 (0572) 457585; e-mail: Sergey.L.Berdnik @ univer.kharkov.ua


Анотація Проведено дослідження випромінювальних і спрямованих характеристик антен у вигляді довгих подовжніх щілин довільної довжини, прорізаних у вузькій стінці кінцевої товщини прямокутного хвилеводу.

I.  Введення

Електрично довгі поздовжні щілини у вузьких стінках прямокутних хвилеводів вивчені недостатньо, тому що крім роботи [1] нам невідомі будь-які інші дослідження. Методи, які застосовувалися в [1] наближені, і не дозволяють досліджувати електродинамічні характеристики антен подібного типу так як в них розподіл електричного поля вздовж щілини передбачається експоненціально спадаючим, що не відповідає дійсності [2].

II.   Основна частина

Поздовжня щілина довжиною I, шириною d, прорізана у вузькій стінці прямокутного хвилеводу з поперечним перерізом axb. Товщина стінок t. Хвилевід, порожнину щілини і зовнішнє півпростір заповнені ідеальними діелектриками з діелектричними проницаемостями s ‘, ev і ее відповідно.

III.   Implementation

In order to verify the precision of the WAM, the resonant frequencies of a set of MSDRAs, fed by microstrip line is computed. The dimensions and permittivities of the set are as same as that of [1]. The results are compared with MDWM of Petosa [1], measured resonant frequencies [1] and the results of simulation with HPHFSS. Table

1,  shows the outcomes.

The errors of both models are also considered in Table 1. It is seen that the resonant frequencies calculated with the WAM are generally closer to the measured results than those computed with the MDWM, except that No.1 and No.2. Higher error of WAM in these two cases is probably because of higher error of effective dimensions model for low permittivities [5]. To reveal the superiority of the WAM over the MDWM, the Root Mean Square (R.M.S) of the two model errors are computed. The WAM R.M.S. error is 43 percent less than the MDWM error, which is a significant error correction.

IV.   Conclusion

In this work, the WAM is proposed to predict the resonant frequency of a multisegment rectangular DRA. The results also are compared with those computed by HPHFSS simulation. The method mostly gives better performance than the MDWM and simulation. The WAM provides a significant reduction in computation time over the simulation. The improvement introduced by the present method could be important in the precision of design and analysis of a MSDRA [1].

V.  Acknowledgment

This work was supported by the Iran Telecommunication Research Center under grant no. 8134241.

VI.  Refrences

[1 ] A. Petosa, N. Simons, R. Siushansian, A. Ittipiboon, and M. Cuhaci, “Design and analysis of multisegment dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol. 48, pp. 738-742, May 2000.

[2]  R. K. Mongia and A. Ittipiboon, “Theoretical and experimental investigations on rectangular dielectric resonator antennas,” IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol.45, pp. 1348-1356, Sep. 1997.

[1] A. A. Kishk, G. Zhou, and A. W. Glisson, “Analysis of dielectricresonator antennas with emphasis on hemispherical structures,” IEEE Antenna Propagat. Mag., vol.36, pp. 20-31, April 1994.

[2]  S. Shum and K. Luk, “FDTD analysis of probe-fed cylindrical dielectric resonator antenna,” IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol.46, pp. 325-333, March 1998.

[3] Y. М. M. Antar, D. Cheng, G. Seguin, B. Henry and

M. G. Keller, “Modified waveguide model for rectangular dielectric resonator antenna,” Microwave and Optical Tech. Letters, Vol. 19, No. 2, October 5 1998.

[4] A. Petosa, A. Ittipiboon, Y. М. M. Antar, D. Roscoe, and

M. Cuhaci, “Recent advances in dielectric resonator antenna technology,” IEEE Antenna Propagat. Mag., vol.40, pp. 3548, June 1998.

[5]  A. Petosa, R. larose, A. Ittipiboon, and M. Cuhaci, “Microstripfed array of multisegment dielectric resonator antennas,”

Inst. Elect. Eng. Proc. Microwave Antennas Propagt.,

vol.144, no.6, pp.472-476, Dec.1997.

MSDRA

hi

(mm)

Ei

fmeasured

(GHz)

flVlDWM

(GHz)

fwAM

(GHz)

%ErrorMDWM

(fm-fMDWM)/fm

%ErrOrWAM

(fm-fwAM)/fm

^simulation

(GHZ’!

1

0

0

15.2

14.8

15.9

2.3

-4.6

2

0.25

20

14.7

14.5

15.2

1.4

-3.4

17.7

3

0.635

20

14.5

14.0

14.3

3.4

1.4

15.8

4

1.0

20

13.9

13.5

13.6

2.9

2.2

14.6

5

0.25

40

14.7

14.5

14.9

1.4

-1.4

17.2

6

0.635

40

13.7

13.9

13.7

-1.5

0

13.6

7

1.0

40

12.9

13.2

12.8

-2.3

0.8

14.4

8

0.25

100

14.7

14.5

14.5

1.4

1.4

16.2

9

0.635

100

13.1

13.8

13.0

-5.3

0.8

14.3

10

1.0

100

10.8

13.0

12.0

-21

-11.1

14.6

Table 1. Comparison ofthe experimental results reported in [1] with the theoretical ones calculated by the weighted average method and the modified dielectric waveguide model (a=2 mm, b=7.875 mm, hd=3.175 mm, hs=. 762 mm, £d=10, es=3)

[6]  A. Petosa, R. larose, A. Ittipiboon, and M. Cuhaci, “Active phased array of dielectric resonator antennas,” in AP-S, Montreal, Canada, July 1997, pp. 690-693.

[7] A. Petosa, R. larose, A. Ittipiboon and M. Cuhaci, “Low profile phased array of dielectric resonator antennas,” in IEEE Int. Symp. Phased-Array syst. Technol., Boston, MA, Oct. 1996, pp. 182-185.

[8]   A. Petosa, R. K. Mongia, A. Ittipiboon, andJ. S. Wight, “Investigation of various feed structures for linear arrays of dielectric resonator antennas,” in AP-S’ 95, Newport Beach, CA, 1995, pp.1982-1985.

[9]   A. Petosa, S. Thirakoune, “Linear array of dielectric resonator antennas optimized using a genetic algorithm for lowsidelobe applications” Microwave Conference, 2000 AsiaPacific, pp. 21 -24.

[10] J. Moon and S. Park, “Dielectric resonator antenna for dualband PCS/IMT-2000,” Electronics Letters, vol.36, no.12, June 2000, pp.1002-1003.

[11] R. H. Asgary and T. Zargar, “Compact Dielectric resonator antenna for PCS mobile handsets,” Antennas and Propagation for Wireless Communications, 2000 IEEE-APS Conference, 2000, pp. 1 -4.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.