2025
Mutual Coupling, a Friend म्यूचुअल कपलिंग, एक दोस्त Using the coupling between antenna elements to get more gain out of a compact array. एंटीना एलिमेंट्स के बीच की कपलिंग से छोटे ऐरे का गेन बढ़ाना।
Eight dipoles inside a metal cage
A row of eight half-wave dipoles with spacing d inside a metal cage. Neighbouring dipoles couple directly; the cage reflects fields so distant dipoles couple too. At d = 0.2 wavelengths the gain goes from 7.99 dBi with progressive phase shift to 10.61 dBi with the cage and optimised excitations.
धातु के पिंजरे में आठ डाइपोल
धातु के पिंजरे के अंदर आठ हाफ़-वेव डाइपोल की एक कतार, जिनके बीच की दूरी d है। पड़ोसी डाइपोल सीधे कपल होते हैं; पिंजरा फ़ील्ड को वापस भेजता है, तो दूर वाले डाइपोल भी कपल हो जाते हैं। d = 0.2 वेवलेंथ पर गेन प्रोग्रेसिव फ़ेज़ शिफ़्ट वाले 7.99 dBi से बढ़कर, पिंजरे और ऑप्टिमाइज़ की हुई एक्साइटेशन के साथ 10.61 dBi हो जाता है।
d
metal cage, size k धातु का पिंजरा, साइज़ k
local coupling पास की कपलिंग
non-local, via the cage दूर की, पिंजरे के रास्ते
7.99
10.61
phase फ़ेज़
shift शिफ़्ट
caged, पिंजरा +
optimised ऑप्टिमाइज़्ड
gain at d = 0.2λ d = 0.2λ पर गेन
(dBi)
2025
PENN PENN A physics-embedded neural network that solves the cavity model of a patch antenna, fast and differentiable. एक फ़िज़िक्स-एम्बेडेड न्यूरल नेटवर्क जो पैच एंटीना का कैविटी मॉडल हल करता है, तेज़ भी और डिफ़रेंशिएबल भी।
A physics-embedded neural network for the patch cavity
The patch antenna is modelled as a cavity with PEC top and bottom and PMC side walls. Its coordinates and dimensions L, W, h go into a neural network trained only on the Helmholtz equation, which predicts the vector potential A_z, shown here for the TM121 mode.
पैच कैविटी के लिए फ़िज़िक्स-एम्बेडेड न्यूरल नेटवर्क
पैच एंटीना को एक कैविटी माना गया है जिसका ऊपर और नीचे PEC और साइड की दीवारें PMC हैं। इसके कोऑर्डिनेट और डाइमेंशन L, W, h एक न्यूरल नेटवर्क में जाते हैं जिसे सिर्फ़ हेल्महोल्ट्ज़ इक्वेशन से ट्रेन किया गया है, और वो वेक्टर पोटेंशियल A_z प्रेडिक्ट करता है, जो यहाँ TM121 मोड के लिए दिखाया गया है।
PEC
PMC
L
W
h
patch as a cavity कैविटी के रूप में पैच
inputs: x, y, z, L, W, h इनपुट: x, y, z, L, W, h
physics-embedded net फ़िज़िक्स-एम्बेडेड नेट
loss = Helmholtz residual लॉस = हेल्महोल्ट्ज़ रेज़िडुअल
∇²A + k²A = 0, no training data ∇²A + k²A = 0, कोई ट्रेनिंग डेटा नहीं
predicted field Az प्रेडिक्टेड फ़ील्ड Az
TM₁₂₁ mode TM₁₂₁ मोड
far field + ∂/∂L by autodiff फ़ार फ़ील्ड + ∂/∂L, ऑटोडिफ़ से
2024
Intelligent Wireless Power Transfer इंटेलिजेंट वायरलेस पावर ट्रांसफ़र Metasurfaces that keep wireless power transfer efficient when the coils are not aligned. ऐसे मेटासरफ़ेस जो कॉइल्स के सीध में न होने पर भी वायरलेस पावर ट्रांसफ़र को एफ़िशिएंट रखते हैं।
A metasurface steering power to a misaligned receiver coil
A transmitter coil sits under a 7 by 7 metasurface of spiral unit cells, each with a tunable capacitor. The receiver coil, 30 cm above, is shifted by 20 cm in both x and y from the aligned position. The metasurface bends the magnetic field towards the receiver, raising the efficiency from 0.44 to 0.65 at 10.47 MHz.
मेटासरफ़ेस जो खिसकी हुई रिसीवर कॉइल तक पावर पहुँचाता है
एक ट्रांसमीटर कॉइल 7 गुणा 7 मेटासरफ़ेस के नीचे रखी है, जिसकी हर स्पाइरल यूनिट सेल में एक ट्यून होने वाला कैपेसिटर है। रिसीवर कॉइल 30 cm ऊपर है और सीध वाली पोज़िशन से x और y दोनों में 20 cm खिसकी हुई है। मेटासरफ़ेस मैग्नेटिक फ़ील्ड को रिसीवर की तरफ़ मोड़ देता है, और 10.47 MHz पर एफ़िशिएंसी 0.44 से बढ़कर 0.65 हो जाती है।
Tx coil Tx कॉइल
Rx coil Rx कॉइल
off by (20, 20) cm (20, 20) cm खिसकी हुई
7 × 7 metasurface 7 × 7 मेटासरफ़ेस
one capacitor per cell हर सेल में एक कैपेसिटर
aligned position सीध वाली पोज़िशन
η: 0.44 → 0.65
10.47 MHz, 30 cm gap 10.47 MHz, 30 cm का फ़ासला
2024
OAM OAM Orbital angular momentum links over long distances, with identical transmitter and receiver arrays. लंबी दूरी के ऑर्बिटल एंगुलर मोमेंटम लिंक, जिनमें ट्रांसमीटर और रिसीवर ऐरे एक जैसे हैं।
An OAM link with identical transmit and receive arrays
A uniform circular array of eight elements, fed with a phase that steps around the ring, launches a beam whose phase front twists like a corkscrew. The transmitter radius a is chosen so that the main lobe at the receiver, 50 or 100 m away at 26 GHz, lands on a ring of the same radius b = a.
एक OAM लिंक जिसमें ट्रांसमिट और रिसीव ऐरे एक जैसे हैं
आठ एलिमेंट वाला एक यूनिफ़ॉर्म सर्कुलर ऐरे, जिसे रिंग के चारों ओर क़दम-दर-क़दम बढ़ते फ़ेज़ से फ़ीड किया जाता है, ऐसा बीम भेजता है जिसका फ़ेज़ फ़्रंट कॉर्कस्क्रू की तरह मुड़ता है। ट्रांसमीटर का रेडियस a इस तरह चुना गया है कि 26 GHz पर 50 या 100 m दूर रिसीवर पर मेन लोब उसी रेडियस b = a वाली रिंग पर पड़े।
Tx UCA, radius a Tx UCA, रेडियस a
a
b
Rx UCA, radius b = a Rx UCA, रेडियस b = a
a
b
d = 50 m or 100 m, 26 GHz d = 50 m या 100 m, 26 GHz
twisted phase front, mode l = 1 मुड़ा हुआ फ़ेज़ फ़्रंट, मोड l = 1
Publications पब्लिकेशन्स
Anant Goyal , Aggraj Gupta, Riddhibrata Bhaumik, Uday K. Khankhoje,
"On the Role of Mutual Coupling in Enhancing Antenna Array Gain ,"
2025 IEEE Microwaves, Antennas, and Propagation Conference (MAPCON) , 2025.
Aggraj Gupta, Anant Goyal , Uday K. Khankhoje,
"Solving Antenna Cavity Models via Differentiable Physics-Embedded PDE Solver ,"
2025 IEEE Microwaves, Antennas, and Propagation Conference (MAPCON) , 2025.
Anant Goyal , Uday K. Khankhoje,
"A Metasurface Approach to Mitigate Misalignment Challenges in Wireless Power Transfer Systems ,"
2024 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation (AP-S/INC-USNC-URSI) , 2024.
Chandan Bhat, Karthik P. Billichod, Anant Goyal , Uday K. Khankhoje,
"Design Approaches for Identical Transmitter and Receivers for Long Distance OAM Communication ,"
2024 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation (AP-S/INC-USNC-URSI) , 2024.
Priya Khanduri, Alankrita Joshi, Lokesh Singh Panwar, Anant Goyal , Varij Panwar,
"Sensing Performance of Ionic Polymer Metal Nanocomposite Sensors with Pressure and Metal Electrolytes for Energy Harvesting Applications ,"
Advances in Communication and Computational Technology, Lecture Notes in Electrical Engineering , 2020.