Metamaterial-based “sabre” antenna

The “sabre” antenna is an array of two monopole elements, vertically polarized with omnidirectional radiation patterns, and placed on either side of a composite material on the tail of an airplane. As an in-phase reflector plane, the antenna uses a compact dual-layer high-impedance surface (DL-HIS) with offset mushroom-like Sivenpiper square shape unit cells. This topology allows one to control both operational frequency and bandgap width, while reducing the total height of the antenna to under λ0/36λ0/36. The designed antenna structure has a wide bandwidth higher than 24% around 1.4 GHz. The measurements and numerical simulations agree very well.

RésuméL'antenne « sabre » est une antenne réseau formée de deux monopôles à polarisation verticale et rayonnement omnidirectionnel, placées de part et d'autre d'un matériau composite sur la dérive d'un avion. L'antenne utilise, comme plan réflecteur en phase, une surface haute impédance (SHI) formée d'une double-couche de cellules champignons de « type Sivenpiper » carrées décalées. La topologie choisie permet de contrôler simultanément la fréquence centrale et la largeur de bande utile pour une compacité optimum, avec une hauteur totale inférieure à λ0/36λ0/36. La structure antennaire présente une bande passante supérieure à 24% autour de 1,4 GHz. Les mesures et les simulations numériques sont en bon accord.