मिलीमीटर-तरंग अनुप्रयोगों के लिए नानटॉंग विश्वविद्यालय द्वारा व्यापक-बैंड सब्सट्रेट-इंटीग्रेटेड फ़िल्टरिंग डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेटर एंटीना का विकास

नांटोंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने मिलीमीटर-तरंग (mmWave) अनुप्रयोगों के लिए एक वृहद-बैंड सब्सट्रेट-इंटीग्रेटेड डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेटर (SIDR) एंटीना का प्रस्ताव दिया है, जिसमें एकीकृत फ़िल्टरिंग विशेषताएँ हैं। यह एंटीना एक स्लॉट-कपल्ड ड्यूल टी-आकार के माइक्रोस्ट्रिप फीडिंग संरचना द्वारा उत्तेजित ड्यूल-मोड SIDR से युक्त है। SIDR को परिधीय वायु वाया और धातु वाया कैविटियों को शामिल करते हुए स्टैक्ड सब्सट्रेट्स द्वारा निर्मित किया गया है, जिससे TE111 और TE131 अनुनादी मोड्स का एक साथ उत्तेजन संभव हो जाता है।

एंटीना के फ़िल्टरिंग प्रदर्शन को और अधिक बढ़ाने के लिए, सहायक घटकों के रूप में दो माइक्रोस्ट्रिप ट्रांसमिशन लाइनें, संक्षिप्त पैच जिनमें शॉर्टिंग पिन हैं, और दो केंद्रीय वायु वाया (एयर वाया) का उपयोग किया गया है। इन संरचनाओं को TE131 मोड को विक्षोभित करने, विकिरण शून्यांक (रेडिएशन नल्स) उत्पन्न करने और बाहरी बैंड के दमन में काफी सुधार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

द्वैध T-आकार का फीडिंग नेटवर्क दो जोड़ी खुले स्टब से सुसज्जित है, जिनकी लंबाई भिन्न है, जो विकिरण शून्यांक और प्रतिबिंब शून्यांक दोनों उत्पन्न करते हैं। यह विन्यास स्लॉट रेजोनेटर के प्रतिबाधा मिलान को अनुकूलित करता है जबकि ऊपरी स्टॉपबैंड में दमन को बढ़ाता है।

प्रस्तावित डिज़ाइन की पुष्टि करने के लिए, एक 1×4 एंटीना ऐरे प्रोटोटाइप का निर्माण किया गया और प्रयोगात्मक रूप से मूल्यांकन किया गया। 24 गीगाहर्ट्ज़ पर कार्य करते हुए, यह एंटीना 19.8–27.9 गीगाहर्ट्ज़ के दायरे को कवर करने वाली 34% की प्रतिबाधा बैंडचौड़ाई, 13.1 डीबीआई का शिखर वास्तविक लाभ, और लगभग 21 डीबी का बाहरी-बैंड दमन प्राप्त करता है, जो अगली पीढ़ी के मिलीमीटर-तरंग संचार प्रणालियों के लिए उत्कृष्ट ब्रॉडबैंड और फ़िल्टरिंग प्रदर्शन को प्रदर्शित करता है।

मुख्य शब्द: डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेटर एंटीना (DRA), फ़िल्टरिंग एंटीना, मिलीमीटर-तरंग एंटीना, सब्सट्रेट-इंटीग्रेटेड डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेटर (SIDR), ब्रॉडबैंड एंटीना, बाहरी-बैंड दमन, विकिरण शून्यांक, 24 गीगाहर्ट्ज़ एंटीना।

निष्कर्ष

यह शोध पत्र मिलीमीटर-तरंग अनुप्रयोगों के लिए एक व्यापक-बैंड सब्सट्रेट-इंटीग्रेटेड फ़िल्टरिंग डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेटर एंटीना (SIFDRA) प्रस्तुत करता है, और इसके प्रदर्शन का प्रयोगात्मक रूप से मान्यन किया गया है। प्रस्तावित SIFDRA में चार प्रतिबिंब शून्यों के साथ एक व्यापक प्रतिबाधा बैंडचौड़ाई है, साथ ही तीन विकिरण शून्यों के माध्यम से प्राप्त उत्कृष्ट फ़िल्टरिंग विशेषताएँ भी हैं। इसके अतिरिक्त, यह स्टॉपबैंड के भीतर बाहरी-बैंड दमन का एक उच्च स्तर प्रदान करता है, जिससे आवृत्ति चयनात्मकता में काफी सुधार होता है।

प्रस्तावित डिज़ाइन के सत्यापन के लिए, एक 1×4 एंटीना ऐरे प्रोटोटाइप का निर्माण किया गया और उसका मापन किया गया। प्रयोगात्मक परिणामों से पाया गया कि वे सिमुलेटेड प्रदर्शन के साथ उत्कृष्ट सहमति रखते हैं, जो प्रस्तावित एंटीना डिज़ाइन की प्रभावशीलता और विश्वसनीयता की पुष्टि करते हैं। इसके अतिरिक्त, सब्सट्रेट-इंटीग्रेटेड वास्तुकला एक समतल ऐरे विन्यास को सक्षम बनाती है, जो मिलीमीटर-तरंग अनुप्रयोगों के लिए असेंबली सहिष्णुता को प्रभावी ढंग से कम करती है और निर्माण की शुद्धता में सुधार करती है।