المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

الرئيسية < البحوث والدراسات < تفاصيل بحث أو دراسة

Performance Analysis of X-Band Microstrip Antennas under Superstrate Thickness and Dielectric Constant Variations

الملخص
في هذه الورقة، تم اقتراح وتحليل هوائي رقعي شريطي (Microstrip Patch Antenna) مدمج ثنائي النطاق يعمل ضمن نطاق X، وذلك لتطبيقات الرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية. تم تصميم الهوائي على ركيزة من مادة التفلون منخفضة الفقد، ذات ثابت عزل نسبي مقداره 2، وسمك 1.58 مم، ومعامل فقد يساوي 0.000194، وتمت محاكاته باستخدام برنامج Advanced Design System (ADS). تهدف هذه الورقة لدراسة تأثير إضافة طبقة عازلة علوية (Superstrate) على أداء الهوائي الشريطي، من خلال تغيير كل من ثابت العزل وسمك هذه الطبقة بشكل منهجي. أظهرت النتائج أن الطبقة العلوية تؤثر بشكل كبير على المعلمات الأساسية مثل التردد الرنين، وعرض النطاق، والكسب، والتوجيهية، والكفاءة؛ حيث يؤدي زيادة ثابت العزل إلى تحسين التوجيهية لكنه يتسبب في إزاحة التردد نحو القيم الأقل مع انخفاض في قيمة كفاءة الهوائي؛ ومن جهة أخرى فإن استخدام ثابت عزل منخفض (εr ≈ 1.3) مع زيادة السمك يؤدي إلى تحسين عرض النطاق المعاوقي مع الحفاظ على استقرار خصائص الإشعاع.................. الكلمات المفتاحية: ............نطاق X، الطبقة الفوقية (Superstrate)، ثنائي النطاق، ثابت العزل الكهربائي، سمك الطبقة الفوقية.
Abstract
In this paper a compact dual-band microstrip patch antenna operating in the X-band is proposed and analysed for radar and satellite communication applications. The antenna is designed on a low-loss Teflon substrate with a relative permittivity of 2, thickness of 1.58 mm, and loss tangent of 0.000194, and is simulated using the Advanced Design System (ADS) Momentum solver. This study investigates the effect of introducing a dielectric superstrate layer on antenna performance by systematically varying its dielectric constant and thickness. The results show that the superstrate significantly influences key parameters such as resonant frequency, bandwidth, gain, directivity, and efficiency. Increasing the dielectric constant enhances directivity but causes a descending frequency shift and reduced efficiency, whereas a low dielectric constant (εr ≈ 1.3) with increased thickness improves impedance bandwidth and maintains stable radiation characteristics................. Keywords:................ X band, Superstrate, dual band, dielectric constant, height of superstrate.