International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Study on the Effect of Dielectric Permittivity on the Performance of Microstrip Patch Antenna at 2.4 GHz

الملخص
تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف تأثير تغيير نوع المادة الأساسية على أداء هوائي الرقعة من حيث الكسب، الاتجاهية، عرض النطاق الترددي، وكفاءة عرض النطاق الترددي. تم دراسة ثلاث مواد أساسية مختلفة Rogers RT5880، FR-4، .Alumina لكل مادة أساسية خصائصها الفيزيائية والكهربائية المميزة، والتي تؤثر على أداء الهوائي وأبعاده الكلية. تم تنفيذ التصميم والمحاكاة باستخدام برنامج CST Microwave Studio، حيث تم تصميم نموذج لهوائي رقعة بسيط يعمل عند تردد 2.4 جيجاهرتز. تم تحليل الأداء لكل ركيزة، ومناقشة نتائج المحاكاة. أبرزت النتائج وجود فروقات واضحة في الأداء بين المواد الأساسية الثلاث. حيث أظهرت المادة Rogers RT5880 أفضل أداء من حيث الكسب والكفاءة الإشعاعية، في حين كانت FR-4 الأكثر اقتصادية لكنها أقل كفاءة. من ناحية أخرى، أظهرت المادة Alumina حجماً صغيراً جداً بفضل سماحيتها الكهربائية العالية، إلا أنها واجهت تحديات تتعلق بالخسائر المادية................. الكلمات المفتاحية:.............. هوائي الرقعة, Rogers RT5880, , FR-4, Alumina, برنامج CST لمحاكاة الموجات الدقيقة.
Abstract
This study aims to explore the effect of changing the substrate type on the performance of a microstrip patch antenna, in terms of gain, directivity, bandwidth, and bandwidth efficiency. Three different substrates were investigated: Rogers RT5880, FR-4, and Alumina. Each substrate has distinct physical and electrical properties, which influence the antenna’s performance and overall dimensions. The design and simulation were carried out using CST Microwave Studio, where a simple microstrip patch antenna operating at 2.4 GHz was modelled. The performance for each substrate was analyzed, and the simulation results were discussed. The results highlighted clear differences in performance among the three substrates. Rogers RT5880 demonstrated the best performance in terms of gain and radiation efficiency, while FR-4 was the most cost-effective, albeit less efficient. On the other hand, Alumina exhibited a very compact size due to its high dielectric permittivity, but faced challenges related to material losses................. Keywords:.......... Microstrip Patch Antenna, Rogers RT5880, FR-4, Alumina, CST Microwave Studio.