Tytuł pozycji:
Excellent integration of a multi-SRR-hexagonal DNG metamaterial into an inverted triangle top microstrip antenna for 5G technology applications at 3.5 GHz
The application of engineered material methods for the generation of electromagnetic waves continues to be developed, especially in the field of telecommunications. Metamaterial is a suitable reflector material to penetrate telecommunications boundaries in meeting the required antenna specifications and mobility. In this research, the development of telecommunication antenna designs inspired by multi-cell indexed double negative (DNG) metamaterials was carried out. The microstrip antenna structure consists of an inverted triangular-shaped copper plate superimposed on the top surface of the FR-4 substrate. This antenna design is operated in the frequency range of 0.05 – 9 GHz by integrating a hexagonal split ring resonator (SRR) metamaterial structure with a configuration of 3×3. The proposed metamaterial was successfully identified regarding DNG optical characteristics, which has the highest near-zero resonance index in the frequency range of 1.98 – 2.71 GHz. The original inverted triangle antenna has been designed with a performance of -23.96 dB at 3.75 GHz. The 1.62 GHz bandwidth profile of the same original antenna was also obtained from its combination with a hexagonal pattern SRR metamaterial characterized by a red shift at 3.5 GHz and a reduced reflection coefficient of -35.94 dB. In addition, the gain performance obtained is more optimal at 4.35 dBi at a frequency of 7.26 GHz. However, the improved antenna design with this metamaterial pattern can be applied to the telecommunications technology field of 5G networks.
Zastosowanie metod inżynierii materiałowej do generowania fal elektromagnetycznych jest stale rozwijane, zwłaszcza w dziedzinie telekomunikacji. Metamateriał to odpowiedni materiał odblaskowy używany do penetracji granic telekomunikacyjnych w celu spełnienia wymaganych specyfikacji anteny i mobilności. W ramach tych badań przeprowadzono opracowanie projektów anten telekomunikacyjnych inspirowanych wielokomórkowymi metamateriałami podwójnie ujemnymi (DNG). Struktura anteny mikropaskowej składa się z miedzianej płytki w kształcie odwróconego trójkąta, nałożonej na górną powierzchnię podłoża FR-4. Ta konstrukcja anteny działa w zakresie częstotliwości 0,05 – 9 GHz dzięki zintegrowaniu struktury metamateriału z sześciokątnym rezonatorem pierścieniowym (SRR) w konfiguracji 3×3. Proponowany metamateriał został pomyślnie zidentyfikowany pod kątem właściwości optycznych DNG, który ma najwyższy bliski zeru współczynnik rezonansu w zakresie częstotliwości 1,98 – 2,71 GHz. Oryginalna antena w kształcie odwróconego trójkąta została zaprojektowana z myślą o wydajności -23,96 dB przy 3,75 GHz. Profil szerokości pasma 1,62 GHz tej samej oryginalnej anteny uzyskano również w połączeniu z metamateriałem SRR o wzorze heksagonalnym charakteryzującym się przesunięciem ku czerwieni przy 3,5 GHz i zmniejszonym współczynnikiem odbicia do -35,94 dB. Ponadto uzyskana wydajność wzmocnienia jest bardziej optymalna przy 4,35 dBi przy częstotliwości 7,26 GHz. Jednak ulepszona konstrukcja anteny z tym wzorem metamateriału może być zastosowana w dziedzinie technologii telekomunikacyjnych sieci 5G.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
