Antena de microcinta con estructura híbrida metamaterial para 2.4 GHz

• Ailyn Estévez Hidalgo ^[1] ; Francisco Marante Rizo ^[1]
  1. [1] Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría (Cuba)
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 27, Nº. 1, 2019, págs. 22-33
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Microstrip antenna with metamaterial hybrid structure for 2.4 GHz
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• Resumen
  • español

    El diseño e implementación de una antena de microcinta con inserción en la línea de alimentación de una estructura metamaterial, la cual vista desde una perspectiva híbrida combina resonadores de anillos divididos (SRR) y resonadores de anillos divididos complementarios (CSRR), para la banda de 2.4 GHz es presentado en este trabajo. Los parámetros geométricos de la estructura son variados con el fin de evaluar la respuesta de frecuencia de resonancia y el patrón de radiación de la antena propuesta. La estructura metamaterial adyacente a la línea de alimentación produce un aumento considerable del ancho de banda con respecto al de la antena convencional, causado por el solapamiento de las bandas de frecuencias producidas por el parche radiante y la estructura zurda. El ancho de banda de la antena con inclusión metamaterial se incrementa al doble del esperado en la antena de parche original, de 2.74% hasta valores que oscilan entre 4.55% y 6%, al precio de la degradación de la ganancia, pero sin afectar considerablemente el acoplamiento y manteniendo una adecuada directividad. Simulación y resultados medidos son presentados y muestran que la estructura metamaterial propuesta, asociada a la línea de transmisión de las antenas de microcinta, es una manera novedosa de utilizar SRR y CSRR que permite suprimir la limitante de estrecho ancho de banda.

  • English

    The design and implementation of a microstrip antenna with an insertion in the feed line of a metamaterial structure, which from a hybrid perspective combines split ring resonators (SRR) and complementary split ring resonators (CSRR), for the band of 2.4 GHz is presented in this paper. The geometrical parameters of the structure are varied in order to evaluate the response of resonance frequency and the radiation pattern of the proposed antenna. The metamaterial structure adjacent to the power line produces a considerable increase in the bandwidth concerning to that of the conventional antenna, caused by the overlapping of the frequency bands produced by the radiant patch and the left-handed structure. The bandwidth of the antenna with metamaterial inclusion is increased to twice the expected in the original patch antenna, from 2.74% to values ranging from 4.55% to 6%, at expenses of gain degradation, but without significantly affecting the coupling, and maintaining a suitable directivity. Simulation and measured results are presented and show that the proposed metamaterial structure associated with the transmission line of microstrip antennas is a novel way of using SRR and CSRR, which allows suppressing the narrow bandwidth constraint.