Circular-Polarized Dipole Antenna with Reflector

반사판 부착 원편파 다이폴 안테나

In this paper, circular-polarized dipole antenna with a novel structure is designed, simulated and fabricated for PCS or IMT-2000 base station at an arbitrary test frequency(1.575 GHz). Its radiation pattern is analyzed by means of physical optics(PO). The designed antenna is made up of a horizontal and a vertical dipole elements at a height of λ/4 above an reflector. One of λ/4 length vertical dipole element is located at a height of λ/8 above an reflector. In this case, circularly polarized radiation pattern is obtained by making impedance difference due to adjusting the length of each element. The characteristic of antenna measured from this study is that return loss is 18.4 dB, -10 dB bandwidth is 360 MHz(22.8%), 2 dB axial ratio bandwidth is 30 MHz, -3 dB beamwidth is 76$^{\circ}$, 2 dB axial ratio beamwidth is 58$^{\circ}$, axial ratio is 1.7 dB at 1.575 GHz. Radiation pattern is in well agreement with the result of PO.

본 논문에서는 PCS, IMT-2000 등 기지국용 원편과 안테나의 구현을 위해 임의의 실험주파수(1.575GHz)에서 새로운 구조의 반사판 부착 원편과 다이폴 안테나를 고안, 설계.제작하였고 물리광학근사법(Physical Optics, 이하 PO라 약칭)을 이용하여 방사패턴을 계산, 비교하였다. 설계된 안테나는 두 개의 다이플 소자를 반사판으로부터 λ/4(λ:파장,190.4mm)높이에 상호 수평.수직으로 직교시켰으며 수직 다이플 소자 중 λ/4 소자 하나를 반사판으로부터 λ/8 높이에 위치시키고 각 방사고자의 길이 조정에 의한 임피던스 차로 원편과 츨력을 얻었다. 제특성 측정결과 설계(중심)주파수에서의 반사손실 18.4dB, 반사손실 10dB 이하의 대역폭 360 MHz(22.8%), 축비 2dB 이하 대역폭 20MHz, HPMW 76$^{\circ}$,축비 2dB 이하 빔폭 58$^{\circ}$,축비 1.7dB로 양호한 우선원편파 특성이 얻어졌으며 PO에 의한 방사패턴 계산결과와도 잘 일치함을 확인하였다.