Design And Modeling Of Quasi-Lumped Planar Inverted-F Antenna For Handheld Devices - Rafiee, Majid (2016)
Teknologi rangkaian tanpa wayar Fourth Generation (4G) telah diperkenalkan rentetan peningkatan permintaan bagi kadar bit tinggi di dalam mobiliti tanpa wayar. Sehubungan itu, reka bentuk yang mengintegrasikan komponen-komponen yang ringan, berkeupayaan tinggi, sedia-ada, serta berkos rendah di dalam terminal kecil seperti telefon bimbit adalah sangat kritikal. Terkini, Planar Inverted-F Antenna (PIFA) digunakan secara meluas sebagai antena utama di dalam terminal kecil ini disebabkan ciri-cirinya yang kecil dan mempunyai nilai Specific Absorption Ratio (SAR) yang baik. Walau bagaimanapun, cabaran utama bagi pereka antena adalah penghasilan antena berstruktur tiga dimensi (3D) untuk difabrikasikan serta dapat digunakan dalam bentuk yang lebih kecil dan mampat. Pada masa ini, kebanyakan telefon bimbit menggunakan Papan Litar Planar, Planar Circuit Board (PCB), sebagai plat bumi menyebabkan komponen-komponen elektrik yang lain menjejaskan keupayaan antena. Tambahan pula, pemasangan PCB ini menyebabkan telefon bimbit tersebut menjadi lebih tebal. Hal ini menyebabkan para pereka antena menggunakan badan telefon bimbit sebagai plat bumi di mana pemasangan ini adalah tidak ideal. Oleh itu, tujuan kajian ini adalah untuk menghasilkan alternatif bagi struktur antena yang memenuhi kriteria-kriteria yang diperlukan terutamanya saiz tanpa menjejaskan ciri-ciri PIFA. Cabaran bagi PIFA konvensional adalah struktur suapannya. Justeru itu, reka bentuk struktur antena dua dimensi (2D) dicadangkan. Reka bentuk ini terdiri daripada elemen separa-tergumpal tunggal CPW dan antena PIFA, dicirikan dengan struktur suapan termudah iaitu jaringan mikrojalur. Struktur antena ini telah disubstrat oleh Duroid RO4003C dengan nilai ketelusan 3.38 dan tebal 0.813 mm manakala saiz bagi resonator adalah 15 x 11mm2 dan ketebalan konduktor adalah 0.035 mm. Reka bentuk dan persamaan radiasi dapat dihasilkan diikuti proses pemodelan, simulasi, fabrikasi dan pengukuran keputusan ini bagi menghasilkan prototaip antena yang berkeupayaan tinggi. Antena ini dioptimumkan untuk beroperasi pada 2.6 Ghz di mana keputusan simulasi dan pengukuran lebar jalur galangan adalah baik iaitu sebanyak 13.65%. Pada frekuensi yang ditetapkan, antena pada satah H menunjukkan corak radiasi ekakutub manakala pada satah E, corak dwikutub diperolehi. Sehubungan itu, antena MIMO telah direka dan difabrikasikan, berdasarkan keupayaan konfigurasi pertama. Bagi tujuan pemodelan, perisian ADS telah digunakan manakala bagi simulasi reka bentuk, perisian Computer Simulation Technology (CST) dan High Frequency Structural Simulator (HFSS) diimplimentasi. Pengukuran lebar jalur mencatatkan sebanyak 10.73% dari elemen pertama dan 12.19% dari elemen kedua. Keputusan simulasi bagi SAR juga berada dalam piawaian yang ditetapkan. Perisian Matlab dan Mathematica digunakan bagi tujuan penandaan nilai parameter struktur antena. Secara keseluruhannya, antena yang dicadangkan mempunyai lebih banyak kelebihan seperti penambahbaikan pengukuran lebar jalur, mudah difabrikasi, berkos rendah serta saiz yang lebih kecil bagi memastikan kepadatannya dengan mempunyai struktur 2D disamping mengekalkan ciri-ciri PIFA iaitu nilai SAR yang rendah.