Published June 2, 2019 | Version v1
Publication

Experimental Investigation of a Planar Antenna with Band Rejection Features for Ultra-Wide Band (UWB) Wireless Networks

  • 1. University of Engineering and Technology Peshawar
  • 2. Universiti Teknologi Petronas
  • 3. Sejong University

Description

The Federal Communication Commission (FCC) has authorized the use of unlicensed ultra-wide band (UWB) spectrum in the frequency range from 3.1 to 10.6 GHz for a variety of short-range applications, including wireless monitors and printers, camcorders, radar imaging, and personal area networks (PANS). However, the interference between coexisting narrowband channels and UWB signals that share the same spectrum should be avoided by designing UWB antennas with band notch characteristics. This work presents a printed monopole antenna (PMA) with slots of different shapes etched in the radiating element to obtain band rejection in the three coexisting communication bands, i.e., Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), Wireless Local Area Network (WLAN), and International Telecommunication Union (ITU). A rectangular slot is etched to reject the WiMAX band (3.01-3.68 GHz), an upturned C slot stops the WLAN band (5.18-5.73 GHz) while an inverted-U slot halts the ITU frequency band (7.7-8.5 GHz). The proposed antenna occupies a volume of 32 x 30 x 1.6 mm 3 and it radiates efficiently (>90%) with a satisfactory gain (>1.95 dBi) in the unnotched UWB frequency range. The simulations are performed in High Frequency System Simulator (HFSS), while the measurements are conducted in antenna measurement facility and found in close agreement with the former.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أذنت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) باستخدام الطيف الترددي فائق الاتساع (UWB) غير المرخص في نطاق التردد من 3.1 إلى 10.6 جيجاهرتز لمجموعة متنوعة من التطبيقات قصيرة المدى، بما في ذلك الشاشات والطابعات اللاسلكية وكاميرات الفيديو والتصوير بالرادار وشبكات المناطق الشخصية (PANS). ومع ذلك، يجب تجنب التداخل بين القنوات الضيقة النطاق المتعايشة وإشارات النطاق الترددي الفائق التي تشترك في نفس الطيف من خلال تصميم هوائيات النطاق الترددي الفائق ذات خصائص الشق النطاقي. يقدم هذا العمل هوائي أحادي القطب مطبوع (PMA) مع فتحات بأشكال مختلفة محفورة في العنصر المشع للحصول على رفض النطاق في نطاقات الاتصال الثلاثة المتعايشة، أي قابلية التشغيل البيني في جميع أنحاء العالم للوصول إلى الموجات الدقيقة (WiMAX)، والشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN)، والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU). يتم حفر فتحة مستطيلة لرفض نطاق WiMAX (3.01-3.68 جيجاهرتز)، وتوقف فتحة C المقلوبة نطاق WLAN (5.18-5.73 جيجاهرتز) بينما توقف فتحة U المقلوبة نطاق تردد الاتحاد الدولي للاتصالات (7.7-8.5 جيجاهرتز). يشغل الهوائي المقترح حجم 32 × 30 × 1.6 مم 3 ويشع بكفاءة (>90 ٪) مع زيادة مرضية (>1.95 ديسيبل) في نطاق تردد UWB غير الملحوظ. يتم إجراء عمليات المحاكاة في محاكي نظام التردد العالي (HFSS)، بينما يتم إجراء القياسات في مرفق قياس الهوائي ويتم العثور عليها باتفاق وثيق مع الأول.

Translated Description (French)

La Commission fédérale des communications (FCC) a autorisé l'utilisation du spectre ultra large bande (UWB) sans licence dans la gamme de fréquences de 3,1 à 10,6 GHz pour une variété d'applications à courte portée, y compris les moniteurs et imprimantes sans fil, les caméscopes, l'imagerie radar et les réseaux personnels (PANS). Cependant, l'interférence entre les canaux à bande étroite coexistants et les signaux UWB qui partagent le même spectre doit être évitée en concevant des antennes UWB avec des caractéristiques d'encoche de bande. Ce travail présente une antenne unipolaire imprimée (PMA) avec des fentes de différentes formes gravées dans l'élément rayonnant pour obtenir un rejet de bande dans les trois bandes de communication coexistantes, c'est-à-dire l'interopérabilité mondiale pour l'accès aux micro-ondes (WiMAX), le réseau local sans fil (WLAN) et l'Union internationale des télécommunications (UIT). Une fente rectangulaire est gravée pour rejeter la bande WiMAX (3,01-3,68 GHz), une fente C inversée arrête la bande WLAN (5,18-5,73 GHz) tandis qu'une fente en U inversé arrête la bande de fréquence UIT (7,7-8,5 GHz). L'antenne proposée occupe un volume de 32 x 30 x 1,6 mm 3 et rayonne efficacement (>90%) avec un gain satisfaisant (>1,95 dBi) dans la gamme de fréquences UWB non entaillée. Les simulations sont effectuées dans un simulateur de système haute fréquence (HFSS), tandis que les mesures sont effectuées dans une installation de mesure d'antenne et trouvées en accord étroit avec la première.

Translated Description (Spanish)

La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha autorizado el uso del espectro de banda ultraancha (UWB) sin licencia en el rango de frecuencia de 3.1 a 10.6 GHz para una variedad de aplicaciones de corto alcance, incluyendo monitores e impresoras inalámbricas, videocámaras, imágenes de radar y redes de área personal (PAN). Sin embargo, la interferencia entre los canales de banda estrecha coexistentes y las señales UWB que comparten el mismo espectro debe evitarse mediante el diseño de antenas UWB con características de muesca de banda. Este trabajo presenta una antena monopolo impresa (PMA) con ranuras de diferentes formas grabadas en el elemento radiante para obtener el rechazo de banda en las tres bandas de comunicación coexistentes, es decir, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas (WiMAX), Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Se graba una ranura rectangular para rechazar la banda WiMAX (3,01-3,68 GHz), una ranura C invertida detiene la banda WLAN (5,18-5,73 GHz), mientras que una ranura en U invertida detiene la banda de frecuencia ITU (7,7-8,5 GHz). La antena propuesta ocupa un volumen de 32 x 30 x 1,6 mm 3 y radia eficientemente (>90%) con una ganancia satisfactoria (>1,95 dBi) en el rango de frecuencia UWB sin muesca. Las simulaciones se realizan en High Frequency System Simulator (HFSS), mientras que las mediciones se realizan en instalaciones de medición de antenas y se encuentran en estrecho acuerdo con las primeras.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق التجريبي للهوائي المستوي مع ميزات رفض النطاق للشبكات اللاسلكية ذات النطاق العريض الفائق (UWB)
Translated title (French)
Étude expérimentale d'une antenne plane avec des fonctions de rejet de bande pour les réseaux sans fil à bande ultra-large (UWB)
Translated title (Spanish)
Investigación experimental de una antena plana con funciones de rechazo de banda para redes inalámbricas de banda ultraancha (UWB)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2947742029
DOI
10.1155/2019/2164716

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1967771052
  • https://openalex.org/W2007291022
  • https://openalex.org/W2010858141
  • https://openalex.org/W2018265947
  • https://openalex.org/W2019338800
  • https://openalex.org/W2019999024
  • https://openalex.org/W2025722080
  • https://openalex.org/W2039830585
  • https://openalex.org/W2049840550
  • https://openalex.org/W2079934073
  • https://openalex.org/W2085236075
  • https://openalex.org/W2104916554
  • https://openalex.org/W2123961703
  • https://openalex.org/W2130856580
  • https://openalex.org/W2137083705
  • https://openalex.org/W2143525129
  • https://openalex.org/W2152611664
  • https://openalex.org/W2153406048
  • https://openalex.org/W2158993558
  • https://openalex.org/W2166682819
  • https://openalex.org/W2203509842
  • https://openalex.org/W2362214969
  • https://openalex.org/W2497950903
  • https://openalex.org/W2591053396
  • https://openalex.org/W2740383461
  • https://openalex.org/W2777673919
  • https://openalex.org/W2793423498
  • https://openalex.org/W2793509037
  • https://openalex.org/W2797091507
  • https://openalex.org/W2803089187
  • https://openalex.org/W2803830860