Analysis of Slot Coupled Stacked Microstrip Antennas

슬롯결합 적층 마이크로스트립 안테나 특성 해석

In this paper, the slot coupled stacked microstrip antenna, which has wide bandwidth characteristics because of the double tuning effects from the interactions between two patches and feeding slot and improves distortions of radiation patterns due to spurious radiation from feeder, is analyzed. For the analy- sis Green function in the spectrum domain and Galerkin method is applied with an accurate analysis mode for slot coupled feeding structure using the scattering analysis method. The basis functions are 3 EB modes for patches and 5 PWS modes for feeder. The slot coupled stacked microstrip antennas are designed and fabricated with the center frequency of 11.5 Ghz and 12.0 GHz. The experimental results show the wide bandwidth characteristics of 1.9 ~ 2.2 GHz and agree well with the simulation results which have 15~20% bandwidth.

본 논문에서는 기존의 마이크로스트립 안테나가 갖는 협대역 특성과 급전선의 기생방사로 인한 방사패턴의 열화를 개선할 수 있는 슬롯결합 적충 마이크로스트립 안테나의 특성을 해석하고, 중심주파수 l1.5GHz와 12. $\alpha$}Hz에서 독립적인 공진 특성을 갖는 두 패치와 급전 슬롯의 상호결합작용에 의한 이중공진현상으로 인하여 15-20%의 대역폭을 갖는 적충안테나를 설계 제작하여 1.9-2.2GHz의 광대역 특성을 지님을 실험적으로 확인 하였다. 이에 대한 해석은 산란해석방볍을 이용하여 슬롯결합 급전구조에 대한 정확한 해석 모델을 제시하고, 제시된 모델과 함께 스펙트럼 영역에서 Green 함수를 유도하고 Galerkin 방법에 의해 수치적 계산을 하는 Full wave 해석방볍을 적용하였다. 수치해석에 사용된 기저함수는 해의 수렴도, 정확도 및 계산시간을 비교하여 패치는 3 개의 EB 모드, 급전선은5개의 PWS 모드를 사용하였다.