Design of Compact Planar Quasi-Yagi Antenna for DTV Reception

디지털방송 수신용 평면 준-야기 안테나의 소형화 설계

In this paper, we introduce a design method for a broadband planar quasi-Yagi antenna (QYA) for terrestrial digital television (DTV) receiving. The coplanar strip line feeding the driver dipole is connected to a microstrip line and is terminated by short circuit. By appending a wide strip-type director at a location close to the driver dipole, a broadband impedance matching and a gain characteristics in a high frequency region are obtained. The gain characteristics in a low frequency region are improved by adding a reflector formed by a truncated ground plane. To reduce the antenna size, the strip-type dipole and reflector are modified to half bowtie (V)-shaped elements. The effects of various parameters on the antenna characteristics are examined. An antenna, as an design example for the proposed antenna, is designed for the operation in the frequency band of 470-806 MHz for terrestrial DTV. The optimized antenna is fabricated on an FR4 substrate and tested experimentally to verify the results of this study.

본 논문에서는 지상파 디지털방송 수신용 광대역 평면 야기 안테나의 설계방법에 대해 연구하였다. 다이폴을 급전하는 코프래너 스트립은 스트립에 내장된 마이크로스트립과 연결되고 종단은 단락되어 있다. 급전되는 다이폴에 근접한 영역에 폭이 넓은 스트립 도파기를 부가하여 광대역 임피던스 정합과 고주파 대역의 이득특성을 구현하였고, 접지면 반사기를 추가하여 저주파 대역의 이득특성을 개선하였다. 안테나를 소형화하기 위해 다이폴과 반사기의 모양을 반 보우타이(V)-형으로 변형하였으며, 여러 가지 파라미터들이 안테나 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 제안된 구조의 안테나를 지상파 DTV 방송 주파수대역인 470-806 MHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작한 후 특성 실험을 통하여 연구결과의 타당성을 검증하였다.