Radiation patterns of patch antennas on coated conducting cylinders

The development of the Internet of Things and communication systems of the fifth generation leads to the need to place many antenna elements in a limited volume. Therefore, wearable electronics antennas are often located directly on the device body. Such surfaces can often be thought of as a conducting cylinder covered with a dielectric material. The task of analysing the radiation patterns of antennas located on such surfaces becomes urgent. This paper shows a method for analysing antenna directivity diagrams using the Green’s functions method of cylindrical layered media. This method allows to obtain in an analytical form the expressions for the analysis of such structures, which makes it possible to reduce the cost of computer time in modelling. The presented results show what kind of distortions are introduced into the radiation pattern of antennas located on a cylinder compared to an antenna located on a flat surface.

Numerical simulation of a multi-beam cylindrical antenna in the GSM-900 frequency range

The results of numerical simulation of a linearly polarized cylindrical multi-beam antenna with six ports are presented. The frequency dependence of the port coupling coefficient is considered when one antenna port is excited. The characteristics of the antenna directivity in the frequency domain are given.

BI-QUAD DUAL REFLECTOR ANTENNA FOR WLAN TASKS

Рассматривается двухрефлекторная Bi-Quad антенна, способная работать в диапазоне частот, соответствующих WLAN Wi-Fi 2,4 ГГц. Благодаря возможности управления положением рефлекторов удается добиться изменения направления излучения, что повышает эффективность использования антенны, коэффициент направленного действия. При управлении происходит поворот ячеек, из которых сформированы отражательные структуры, что позволяет пропускать электромагнитное излучение, которое формирует излучатель из медного провода в форме цифры «восемь». Предложенная конструкция позволяет обеспечить три стабильных режима работы антенны: двустороннее излучение, когда оба рефлектора в открытом положении, при таком режиме у антенны наблюдается одинаковое излучение в обоих направлениях с равным КНД; излучение вверх, в данном режиме верхний рефлектор открыт, что приводит к свободному протеканию электромагнитных волн, а от закрытого нижнего происходят отражения, в результате этого происходит увеличение КНД антенны по сравнению с ситуацией двустороннего излучения; аналогичная ситуация происходит при излучении вниз, когда открыт нижний рефлектор, так электромагнитные волны отражаются от закрытого верхнего рефлектора вниз, что приводит к увеличению КНД антенны. Предложенная конструкция обладает высокой эффективностью в диапазоне рабочих частот The article discusses a two-reflector Bi-Quad antenna capable of operating in the frequency range corresponding to WLAN Wi-Fi 2.4 GHz. Thanks to the ability to control the position of the reflectors, it is possible to achieve a change in the direction of radiation, which increases the efficiency of using the antenna, and increases the directivity. During control, the cells are rotated, from which the reflective structures are formed, which allows the transmission of electromagnetic radiation, which is formed by the emitter, formed from a copper wire in the shape of the number "eight". The proposed design makes it possible to provide three stable modes of antenna operation: double-sided radiation, when both reflectors are in the open position, in this mode the antenna has the same radiation in both directions with equal directivity; radiation upward, in this mode, the upper reflector is open, which leads to free flow of electromagnetic waves, and reflections occur from the closed lower reflector, as a result of this, the antenna directivity increases in comparison with the situation of two-sided radiation. A similar situation occurs when radiating downward, when the lower reflector is open, so electromagnetic waves are reflected from the closed upper reflector downward, which leads to an increase in the antenna directivity. The proposed design is highly efficient in the operating frequency range

IMPROVING THE VARIOUS PROPERTIES OF THE UDA-YAGI ANTENNA

Рассматривается антенна Уда-Яги, которая предназначена для приема сигнала наземного телевещания в 57 частотном канале. Самыми важными характеристиками для антенны Уда-Яги являются коэффициент направленного действия, передне-заднее отношение (коэффициент защитного действия), при этом данные характеристики сильно зависят от числа директоров, применяемых в конструкции антенны. На основе произведенного электродинамического моделирования было определено, как изменятся характеристики диаграмм направленности антенны на частоте 762 МГц при применении различного числа директоров - от 1 (3-элементная антенна Уда-Яги) до 12 (14-элементная антенна Уда-Яги), при этом определено оптимальное количество директоров для ситуации, когда требуется достижение максимальной помехозащищенности (максимальное значение передне-заднего отношения). Приводятся диаграммы направленности при различном числе директоров на частоте 762 МГц, графики коэффициентов защитного действия (ПЗО) от числа директоров и от частоты, таблицы со сравнительными характеристиками диаграмм направленности. Моделирование производилось с использованием метода моментов, так как при его применении достигаются высокая скорость расчетов, а также высокая точность результатов. При моделировании антенна имела один рефлектор и активный элемент в виде полуволнового диполя The article considers the Uda-Yagi antenna, which is designed to receive a terrestrial television signal in a 57-frequency channel. The most important characteristics for an Uda-Yagi antenna are directivity, front-to-back ratio, and these characteristics are highly dependent on the number of directors used in the antenna design. On the basis of the electrodynamic simulation, we determined how the characteristics of the antenna directivity patterns at a frequency of 762 MHz will change when using a different number of directors - from 1 (3-element Uda-Yagi antenna) to 12 (14-element Uda-Yagi antenna), at the same time, we determined the optimal number of directors for the situation when the achievement of maximum noise immunity is required (the maximum value of the front-to-back ratio). The article gives directivity patterns for different numbers of directors at a frequency of 762 MHz, dependencies of directivity coefficients on the number of directors and on the frequency, tables with comparative characteristics of directivity patterns. We carried out the simulation using the method of moments, since it achieves a high speed of calculations, as well as high accuracy of results. During simulation, the antenna had one reflector and an active element in the form of a half-wave dipole

Rectangular Microstrip Antennas – A Tutorial

In this paper a full review and tutorial of Rectangular Microstrip Antennas (RMA) are carried out. The most important models of this sort of antennas are analyzed in this article and are present in a relevance order: transmission line, cavity model and full-wave. With the aim of supporting educational purposes and training in antenna design, some useful response plots are included and compared with full-wave simulations in both cases, before and after the structure optimization. The main results of this work were contrasted using returning losses and antenna directivity, for some practical variations of the dielectric constant and thickness of the substrate. Antenna patterns and return losses were also simulated and optimized using a full-wave simulation tool