Dual Band Microstrip Antenna

Abstract

The amount of data in today’s communication systems is increasing considerably, which in turn increases the bandwidth needed to deploy a given service. This requires antennas that are capable of operating simultaneously in more than one band. In this work we present the modeling and development of a rectangular patch type dual band antenna operating at 900 and 1800 MHz. To achieve this, the antenna is modeled as a resonant cavity with electric walls on the upper and lower faces and magnetic walls on the sides. To achieve dual band operation shorting pins are used which allow the fundamental resonant frequency of the antenna to be adjusted to the desired value. The design is analyzed by simulation with the electromagnetic computational tool CST. Measurements carried out on a prototype show a return loss of less than -23 dB, a bandwidth of 22 MHz in the lower band and 60 MHz in the upper band for a SWR less than or equal to 2 and a directivity greater than 7 dBi. We can argue that the antenna presents good characteristics for its operation in current systems.

El volumen y cantidad de datos, en los sistemas de comunicaciones, está sufriendo un incremento considerable, de modo que cada vez se necesita un mayor ancho de banda para desplegar un determinado servicio, requiriendo en consecuencia, que las antenas sean capaces de operar simultáneamente en más de una banda. En el presente trabajo, se presenta el modelado y desarrollo de una antena rectangular tipo patch dual band, en 900 y 1800 MHz. Para lograr esto se modela la antena como una cavidad resonante con paredes eléctricas en las caras superior e inferior y magnéticas en las laterales. Para alcanzar un funcionamiento dual band se utilizan pines en cortocircuito (shorting pins, SP), lo que permite ajustar la frecuencia de resonancia fundamental de la antena al valor deseado. Se analiza el diseño mediante simulación con la herramienta computacional electromagnética CST. Las mediciones realizadas sobre el prototipo muestran una pérdida de retorno inferior a -23 dB, un ancho de banda es de 22 MHz en la banda inferior y 60 MHz en la superior para un ROE menor o igual a 2 y una directividad mayor a 7 dBi. Podríamos decir que la antena diseñada y desarrollada presenta buenas características para su operación en sistemas actuales.