Design of a Dual-Frequency Microstrip Patch Antenna

이중 공진형 마이크로스트립 패치 안테나 설계

  • Published : 1999.12.01

Abstract

In this paper, a novel design method of an apertured coupled microstrip patch antenna with the single feeding structure is proposed for dual resonance frequencies with mutually perpendicular polarizations. The characteristics of this antenna are experimentally investigated. In order to achieve this goal, a new type of square patch with double notches is used as a radiator and the crossed slot and the bended mictrostrip feeder are adopted for the dual polarizations in the aperture-coupled structure. For the application of the proposed antenna, a Ku-band Tx/Rx $2\times$ subarray antenna is designed and manufactured. Also, the applicability of the antenna as a ground terminal is examined through performance analysis. According to the measurement, the gain of the antenna is 10dBi at the center frequencies of Tx and Rx, the side lobe level is lower than -13dB, and the cross polarization lebel is below 17 dB.

본 논문에서는 개구 결합 방식을 이용하여 단일 급전으로 이중 공진을 일으키며 공진된 면파가 서로 직교 하는 새로운 형태의 패치 안테나를 제안하였으며. 이 패치 안테나의 특성을 실험적으로 고창하였다 이를 위 해 방사소자는 새로운 형태의 두 개의 사각형 홈이 파인 정사각 패치를 사용하였고 개구 결합 구조도 패치 소자에서 발생되는 2중 편파를 수용할 수 있도록 십자형 슬롯과 90도 굽은 급전션을 사용하였다. 제안된 패 치 안테나의 특성을 이용하여 Ku 밴드 위성통신용 송수선 겸용 $2\times$ 배열 안테나를 설계 제작하였으며, 성능 분석을 통하여 위성단말기용 안테나로서의 이용 타당성을 고찰하였다. 측정된 안테나의 성능을 살펴보면 송 수신 중심주파수에서 10 dBi 이상의 이득을 얻었고, 부엽은 - 13 dB 이하, 편파 분리도는 - 17 dB 이하의 값 을 나타냈다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Antenna Propaga. v.AP-46 no.9 Dual-Frequency and Dual-Polarization Microstrip Antennas for SAR Applications Ralph Pokulus;Jaroslaw Usher
  2. Proceedings of IEEE AP-S symp. Receiving Dual Polarized Directive Antenna Acting in X Band Y. Bao(et al.)
  3. Electron. Lett. v.21 no.20 Dual-Band Microstrip antenna with monolithic reactive loading S. E. Davidson;S. A. Long
  4. Electron. Lett. v.19 no.8 Single Element Rectangular Microstrip Antenna for Dual Frequency Operation S. S. Zhong;Y. T. Lo
  5. Electron. Lett. v.26 no.20 Dual frequency square patch antenna with rectangular notch H. Nakano;K. Vichien
  6. Electron. Lett. v.33 no.23 Small dual-frequency microstrip antenna with cross slot Kin-Lu Wong;Kai-Ping Yang
  7. 한국전자파학회 논문지 v.9 no.4 이중공진 마이크로스트립 안테나에 관한 연구 장준영(외4명)
  8. Foundations for microstrip circuit design T. Edwards