بهینه سازی و افزایش ضریب اطمینان عملکرد آنتن های تک قطبی با بکارگیری مواد کپسوله کننده در مخابرات امن AUV

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی برق، واحد بیضا، دانشگاه آزاد اسلامی، بیضا، ایران

چکیده
این مطالعه یک آنتن تک قطبی کپسوله شده به منظور ایجاد ضریب اطمینان و امنیت بالا در سیستم های شناور سطحی و زیر دریایی خود ران بدون سرنشین با طراحی ساده، کوچک و کم‌حجم را ارائه می‌دهد که در فرکانس ۲.4 گیگاهرتز با کاهش کوپلینگ متقابل بین عناصر آنتن طراحی و پیاده سازی شده است. طرح پیشنهادی از دو عنصر تابشی با شکاف‌ در رادیاتورها برای ایجاد ایزولاسیون بالا بین رادیاتورهای آنتن و مواد کپسوله مناسب به منظور بهینه سازی عملکرد، مخابرات امن و افزایش ضریب اطمینان در AUV استفاده می گردد. آنتن پیشنهادی با ساختار فشرده‌ای به ابعاد ۱۱.۴ × ۵.۳ میلی‌مترکه در مقایسه با آنتن‌های قبلی، دارای کوچکترین اندازه است . آنتن پیشنهادی دایره‌ای فشرده با رادیاتور مشترک که در فرکانس دوگانه کار می‌کند، با آنتن‌های سنتی متفاوت است، رادیاتور طراحی شده توسط دو عنصر آنتن به اشتراک گذاشته شده است که اندازه کلی سیستم را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. سطح بالایی از تطبیق به شکل دمبل در رادیاتور و امتداد یک استاب روی زمین حاصل می‌شود و رادیاتور مشترک توسط دو ساختار تغذیه عمود بر هم تغذیه می‌شود. آنتن دایورسیتی روی زیرلایه اپوکسی FR4 با ثابت دی‌الکتریک ۴.۴ و تانژانت تلفات ۰.۰۲ پیاده سازی شده است. حجم کلی 11.4×5.3×۱.۶ میلی‌متر است که در فرکانس دوگانه ۲.4 گیگاهرتز و ۵.۸ گیگاهرتز با تلفات بازگشتی خوب نزدیک به ۲۵ دسی‌بل کار می‌کندطرح پیشنهادی از نظر پارامترهای S، بهره تنوعی، الگوی تابشی و همبستگی پوششی بررسی می‌شود. در مقایسه با المان آنتن مستقیم، بهبود 20- دسی‌بل در ایزولاسیون برای نتایج شبیه‌سازی شده و اندازه‌گیری شده مشاهده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Optimization and increasing the reliability of monopole antennas by using encapsulating materials in secure AUV communications

نویسنده English

gohar varamini
Department of Electrical Engineering, Bey. C., Islamic Azad University, Beyza, Iran
چکیده English

This study presents an encapsulated monopole antenna with a simple, small, and compact design to provide high reliability and security in unmanned surface and underwater floating systems. It is designed and implemented at a frequency of 2.4 GHz with reduced mutual coupling between antenna elements. The proposed design uses two radiating elements with slots in the radiators to provide high isolation between the antenna radiators and suitable encapsulation materials to optimize performance, secure communications, and increase reliability in AUV. The proposed antenna has a compact structure with dimensions of 11.4 × 5.3 mm, which is the smallest size compared to previous antennas. The proposed compact circular antenna with a common radiator operating at dual frequency is different from traditional antennas, the radiator is shared by two antenna elements, which greatly reduces the overall size of the system. A high level of matching is achieved by the dumbbell-shaped radiator and the extension of a stub on the ground, and the common radiator is fed by two perpendicular feed structures. The diversity antenna is implemented on an FR4 epoxy substrate with a dielectric constant of 4.4 and a loss tangent of 0.02. The overall volume is 11.4×5.3×1.6 mm, operating at dual frequency of 2.4 GHz and 5.8 GHz with good return loss of close to 25 dB. The proposed design is investigated in terms of S-parameters, diversity gain, radiation pattern and coverage correlation. Compared to the direct antenna element, a -20 dB improvement in isolation is observed for both simulated and measured results.

کلیدواژه‌ها English

"
Encapsulating materials"
Monopole antenna"
Unmanned aerial vehicle"
, "
Return loss radiation pattern"

  • تاریخ دریافت 04 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 20 تیر 1405