使用灰狼优化算法的DGS结构的UWB天线的设计和性能改进
Islem Bouchachi1, Abdelmalek Reddaf2, Mounir Boudjerda2
1Ecole Nationale Supérieure des Technologies Avancées, Algiers, Algeria.
Heliyon
|March 4, 2024
概括
本研究介绍了一种用于超宽带 (UWB) 和毫米波通信的新型矩形补丁天线. 该设计集成了互补分割环共振器 (CSRRs),以实现显著增强的频带宽和高收益.
科学领域:
- 电磁学和波浪传播
- 天线理论和设计.
- 无线通信系统无线通信系统
背景情况:
- 超宽带 (UWB) 和毫米波 (mmWave) 通信系统需要带宽和高收益的天线.
- 现有的天线设计往往面临着在广泛频谱中实现所需性能的局限性.
- 整合共振结构,如互补分割环共振器 (CSRRs),可以增强天线特性.
研究的目的:
- 提出和设计一个为UWB和短/长距离毫米波应用优化的矩形补丁天线.
- 通过结构修改和共振器集成来增强UWB天线的频率带宽和收益.
- 通过模拟和实验测量验证拟议的天线设计.
主要方法:
- 一个带有部分地面平面的高收益UWB矩形补丁天线的设计.
- 在天线结构上集成互补分割环共振器 (CSRRs).
- 使用灰狼优化 (GWO) 技术优化天线尺寸.
- 通过电磁模拟和实验验证的性能评估.
主要成果:
- 设计的天线实现了从2.38GHz扩展到22.5GHz的频率带宽,使原来的UWB带宽翻了一番.
- 记录了6.5dBi的峰值增益和88%的辐射效率.
- 观察到模拟和测量天线性能之间有很好的一致性,证实了设计的有效性.
结论:
- 拟议的CSRR集成的矩形补丁天线是UWB和毫米波通信系统的可行解决方案.
- 该设计有效地扩大了操作带宽,同时保持了高收益和效率.
- 在确定天线结构的最佳参数方面,GWO优化技术被证明是有效的.


