2023/07/19
A 3D-Printed Encapsulated Dual Wide-Band Dielectric Resonator Antenna With Beam Switching Capability
Shamsaee Malfajani, R.; Niknam, H.; Bodkhe, S.; Therriault, D.; Laurin, J.J.; Sharawi, M.S. (2023). A 3D-Printed Encapsulated Dual Wide-Band Dielectric Resonator Antenna With Beam Switching Capability. IEEE Open Journal of Antennas and Propagation, 2023, vol. 4.
Cet article présente le concept d’antennes à résonateur diélectrique encapsulé (E-DRAs). Dans les E-DRAs, des DRA de petite taille ayant une permittivité spécifique sont intégrés à l’intérieur d’un DRA plus grand ayant une permittivité plus faible, ce qui permet un rayonnement efficace simultané dans deux bandes de fréquences largement séparées et couvertes. Dans ce travail, les E-DRAs proposés couvrent à la fois la bande inférieure à 6 GHz (avec un DRA de grande taille) et la bande des ondes millimétriques (avec des DRA de plus petite taille) pour les applications 5G. La conception proposée des E-DRAs à large double bande est fabriquée à l’aide du procédé d’impression 3D de fabrication par filament fondu (FFF). Dans les bandes d’ondes millimétriques, les petits DRAs cylindriques (cDRAs) sont les éléments rayonnants, et un cDRA plus grand associé à une lentille diélectrique (DL) est utilisé pour obtenir un rayonnement à gain élevé dans des larges bandes. Un réseau de 5 éléments est utilisé en mode commuté pour ajouter une capacité de faisceau commuté à l’antenne dans la bande des ondes millimétriques. L’utilisation de l’impression 3D réduit le temps et le coût de fabrication et permet un contrôle précis de la constante diélectrique des DRAs. Les résultats des mesures montrent un gain maximal de 7,2 dBi à 3,2 GHz et de 18 dBi à 31,5 GHz. L’efficacité mesurée est supérieure à 95 % dans les bandes inférieures à 6GHz et à 80 % dans les bandes d’ondes millimétriques. Dans la bande inférieure à 6 GHz, la perte de retour de 10 dB mesurée est de 33 % (centrée sur 3,6 GHz). Dans la bande de fréquence des ondes millimétriques, la perte de retour de 10 dB mesurée est de 27 % (centrée sur 30,5 GHz). Comparativement aux travaux antérieurs, les largeurs de bande obtenues sont plus élevées sur les antennes à double bande dans les bandes inférieures à 6 GHz et à ondes millimétriques.