A graphene-based monopole microstrip antenna with tuneable bandgap for UWB implementations

Monopole Mikroşerit Antenlerin (M-MSA'lar) kullanımı, uygun fiyatlı olmaları, yapım basitlikleri ve kompakt boyutları nedeniyle yaygındır ve çeşitli taşınabilir uygulamalara kusursuz entegrasyona olanak tanır. Son zamanlarda kablosuz kullanımlarda yaygın olarak kullanılan Ultra Geniş Bant (UWB) teknolojisi, özellikle bu tip antenlere dayanmaktadır. UWB teknolojisi, 3,1-10,6 GHz aralığında geniş bir frekans aralığı sunarak, kablosuz ses iletimi, kişisel konum belirleme, radyo frekansı tanıma, radar ve HD video iletimi dahil olmak üzere çok sayıda küçük güçlü kablosuz uygulamaya hizmet eder. Ancak bu frekans bandının geniş yapısı girişim olasılığını artırır. Bu katkı çalışması, büyük bant genişliği gibi UWB teknolojisinin koşullarını yerine getirmeye yetkin, değiştirilmiş küçük boyutlu kare bir M-MSA'yı formüle etmeyi, simüle etmeyi ve optimize etmeyi amaçlamaktadır. Tanıtılan M-MSA tasarımı, kare ışınlı bir yama, 1 mm kalınlığa ve 4,7 bağıl geçirgenliğe sahip bir dielektrik malzeme, yama ile aynı yüze basılmış kısmen zemin düzlemi ve eş düzlemli dalga kılavuzu beslemesini kapsar. UWB tam bandıyla en iyi uyumluluğu sağlamak için M-MSA tasarımında yamanın alt köşelerinde kesim ve boyutların değiştirilmesi gibi bazı değişiklikler yapılır. Ayrıca, UWB frekansları içerisinde bir bant aralığı oluşturmak için yama üzerine U şeklinde bir açıklığın eklenmesinin, paraziti etkili bir şekilde azaltması bekleniyor. Geliştirilen bant aralığı için ayarlanabilirliği elde etmek amacıyla açıklığı doldurmak için grafen kullanılır. DC voltajının grafene maruz kalması durumunda bant aralığı dağılırken, öngerilim olmadan grafen yüksek empedans sergileyerek açıklıktaki akım akışını kısıtlar. Sonuç olarak bant aralığının etkisi 3,87-4,85 GHz frekans aralığında belirgin hale geliyor. Simülasyon ve modifikasyon sürecinin gerçekleştirilmesinden sonra elde edilen sonuçlar hem kazançta hem de verimlilikte önemli bir iyileşme olduğunu göstermektedir. Ayrıca, askeri sabit iletişim, mobil iletişim, insansız hava araçları, kısa menzilli radyo bağlantıları, uydu iletişimi gibi çeşitli kaynaklardan gelen paraziti azaltmak için kasıtlı olarak seçilen bant aralığı bölgesinde kazanç zayıflamasında ve bozulmasında dikkate değer bir artış gözlemlenmektedir. ve 5G'nin düşük bandı. Anahtar Kelimeler: 5G, M-MSA, Eş düzlemli dalga kılavuzu, grafen, UWB