آنتن دوقطبی متعامد دارای المان ‌های پارازیتیک ترنج شکل با قابلیت قطبش دایروی و کاربرد در سیستم موقعیت ‌یاب جهانی

این مقاله یک آنتن دوقطبی چاپی متعامد با قطبش دایروی برای گیرنده های سیستم موقعیت یاب جهانی (global positioning system) در باند l1 (1575 مگاهرتز) را ارائه می‌دهد. ساختار آنتن متشکل از دو عدد دوقطبی چاپی است که بصورت متعامد نسبت به یکدیگر قرار گرفته‌اند و شامل دو بالن یکپارچه برای تغذیه دوقطبی‌ها و یک شبکه تغذیه متصل به بالن‌ها است. در این طراحی، شبکه تغذیه از یک تزویجگر شاخه‌ای (branch-line coupler) با دو خروجی مربعی (quadrature outputs) تشکیل یافته است. بر این اساس، تغذیه دو دوقطبی متعامد با اختلاف فاز 90 درجه منجر به قطبش دایروی راست‌گرد می‌شود که برای کاربردهای سیستم موقعیت یاب جهانی امری الزامی است. با هدف بهبود قطبش دایروی آنتن، از چهار عدد المان پارازیتیک ترنج شکل در قسمت فوقانی بازوهای دوقطبی استفاده شده است. طبق نتایج عملی به دست آمده با تکنیک بکار گرفته‌شده، پهنای باند نسبت محوری (axial ratio) آنتن در حدود 21% افزایش یافته و هم‌زمان خلوص قطبش دایروی آنتن نیز بهبود قابل ملاحظه‌ای داشته است. نتایج تجربی تایید می‌کنند که آنتن پیشنهادی برای سیستم موقعیت یاب جهانی دارای پهنای باند امپدانسی 46.28% (از 1.327 تا 2.126 گیگاهرتز)، پهنای باند نسبت محوری 41.36% (از 1.329 تا 2.022 گیگاهرتز) و حداکثر بهره 6.40 دسی بل است. ابعاد آنتن پیشنهادی کوچک بوده و این آنتن دارای الگوی تشعشعی پایداری است. در گام آخر آنتن پیشنهادی برای سیستم موقعیت یاب جهانی در آزمایشگاه آنتن ساخت و تست شده است.

the crossed-dipole antenna with torang-shaped parasitic elements and circular polarization for gps application

this paper presents a circularly polarized (cp) printed crossed-dipole antenna for global positioning system (gps) receptions in the l1 (1575 mhz) band. its structure consists of two orthogonally printed dipoles, two integrated baluns to feed the dipoles, and a feed network connected to the baluns. the feeding network comprises a branch-line coupler with two quadrature outputs. accordingly, providing two orthogonal dipoles with a 90-degree phase difference leads to right-handed circular polarization (rhcp), a must for gps applications. four torang-shaped parasitic elements have been used in the upper part of the dipole arms to improve the circular polarization of the antenna. based on the practical results obtained with the technique, the antenna's axial ratio (ar) bandwidth is increased by about 21%. at the same time, the purity of the circular polarization can also be seen. the experimental results show that the proposed gps antenna has an impedance bandwidth of 46.28% (from 1.327 to 2.126 ghz), an axial ratio bandwidth of 41.36% (from 1.329 to 2.022 ghz), and a maximum gain of 6.40 db. the dimensions of the proposed antenna are compact, and this antenna has a stable radiation pattern. in the last step, the proposed gps antenna is fabricated and tested in the antenna laboratory.