PSOによる導体板形状を考慮したWiMAX用U字型折返しダイポールアンテナの広帯域特性

Abstract

既に, USBドングルでの使用を想定したWiMAX用U字型折返しダイポールアンテナを取り上げ, その広帯域特性について検討した.解析モデルは板状のきょう体(75mm×31mmの導体板)上の端に配置したU字型折返しダイポールアンテナである.アンテナ素子直下の導体板を部分的に88mm^2削除する事によりWiMAXの使用周波数帯である2.3GHz〜2.7GHzと3.4GHz〜3.8GHz(IEEE802.16規格)をVSWR≤3で完全にカバーすると共に帯域約1560MHz(VSWR≤3で225GHz〜3.81GHz)の広帯域特性が得られることが分かった. 本報告では, 粒子群最適化手法(Particle Swarm Optimization: PSO)を導体板削除へ適用することで, 更なる広帯域特性及び導体板削除面積の低減について検討を行なった.最適化結果では, 導体板の削除面積を28mm^2まで低減させる事が出来ると共に, VSWR≤3で2110MHz(2.23GHz〜3.1GHzと3.23GHz〜4.47GHz)の更なる広帯域特性が得られることを確認した.

Previously, broadband characteristic of U-Shaped Folded Dipole Antenna for WiMAX, which is assumed to be used inside USB dongle, has been investigated. Analytical model is U-Shaped Folded Dipole Antenna which is placed along the upper end of a limited ground plane (75 mm×31 mm). It is found that when 88mm^2 of the ground plane under the antenna element is cut partially, two using frequency bands of WiMAX based on IEEE 802.16 standardization (2.3 GHz〜2.7 GHz and 3.4 GHz〜3.8 GHz) are covered completely, and a broadband characteristic of about 1560 MHz for VSWR≤3 (2.25 GHz〜3.81 GHz) is obtained. In this paper, we investigate how to apply Particle Swarm Optimization (PSO) to obtain both the more broadband characteristic and smaller cutting area of the ground plane. The optimization result shows that it is possible to decrease cutting area of the ground plane to 28mm^2, and a much wider band of about 2110 MHz (2.23 GHz〜3.1 GHz and 3.23 GHz〜4.47 GHz) for VSWR≤3 is obtained.