Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Microstrip Circular Slot Antenna Using a Spiral Line

스파이럴 라인을 이용한 마이크로스크립 원형 슬롯 안테나

  • Kim, Myoung-Ki (School of Electronics Engineering Ajou University) ;
  • Park, Ik-Mo (School of Electronics Engineering Ajou University)
  • 김명기 (아주대학교 전자공학부) ;
  • 박익모 (아주대학교 전자공학부)
  • Published : 2001.05.25
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Abstract

A novel microstrip circular slot antenna fed by a spiral line is presented in this paper. This antenna is a planar equivalent structure of an eccentric spiral antenna generates a circularly-polarized wave. We have investigated the input impedance and radiation characteristics of this antenna by using an EM (electromagnetic) simulator, and obtained a design method [or optimum structure. The main characteristic of the antenna is that the main beam direction is off-normal to the antenna plane and moves linearly into ${\theta }$ and ${\phi }$ direction as the frequency increases. This feature allows one to predict the main beam direction easily for a given operating frequency. This antenna has axial ratio lower than 3 dB in the direction of main beam over one octave bandwidth.

본 논문에서는 스파이럴 형태의 급전선을 갖는 마이크로스트립 원형 슬롯 안테나를 제안하였다. 이 구조는 편심 스파이럴 안테나를 평면적으로 구현한 것으로서, 주빔이 안테나 평면에 수직한 방향을 향하지 않고 기울어져 있으며 주빔의 방향으로 원형 편파를 갖는다. 또한 주빔의 방향이 주파수 변화에 따라서 ${\theta }$ 와 ${\phi }$ 방향으로 일정하게 변하므로 동작 대역 내에서 주빔의 방향을 예측할 수 있다는 장점이 있다. EM 시뮬레이션을 통하여 설계변수에 따른 안테나의 특성변화를 고찰하였으며 최적의 설계방법을 제시하였다. 최적화 된 구조는 1 octave 이상의 주파수 대역에서 주빔 방향으로 3 dB이하의 축비를 가진다.

Keywords

References

  1. E. M. Turner, 'Spiral slot antenna,' US Patent 2863145, Dec. 1958
  2. T. E. Morgan, 'Spiral antennas for ESM,' IEE Proc. Part II, vol. 132, no. 4, pp. 245-251 , July 1985
  3. J. D. Dyson, 'The equiangular spiral antenna,' IRE Trans. Antennas Propagat., pp. 181 -187, Apr. 1959
  4. H. Nakano, K. Nokami, S. Arai, H. Mimaki, and J. Yamauchi 'A spiral antenna backed by a conducting plane reflector,' IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 34, no. 6, pp. 791-796, June 1986 https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143893
  5. R. T. Gloutak and N. G. Alexopoulos, 'On the theory of eccentric spiral antennas,' IEEE AP Int. Symp., Chicago, lL., pp. 2097-2100, July 1992 https://doi.org/10.1109/APS.1992.221453
  6. K. Hirose and H. Nakano, 'An eccentric spiral antenna printed on a dielectric substrate,' IEEE AP Int. Symp., Newport Beach, CA, pp. 190-193, June 1995 https://doi.org/10.1109/APS.1995.529993
  7. R. T. Gloutak and N. G. Alexopoulos, 'Two-arm eccentric spiral antenna,' IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 45, no. 4, pp. 723-730, Apr. 1997 https://doi.org/10.1109/8.564099
  8. M. W. Numberger and J. L. Volakis, 'A new planar feed for slot spiral antenna,' IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 44, no. 1, pp. 130-131, Jan. 1996 https://doi.org/10.1109/8.477538
  9. C. Y. Huang and K. L. Wong, 'Stripline-fed printed square spiral slot antenna for circular polarization,' Electron Lett., vol. 34, no. 24, pp. 2290-2292, Nov. 1998 https://doi.org/10.1049/el:19981644
  10. R. R. Raminez and N. G. Alexopoulos, 'Single feed proximity coupled circularly polarized microstrip monofilar archimedean spiral antenna array,' IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 47, no. 2, pp. 406~407, Feb. 1999 https://doi.org/10.1109/8.761083
  11. E. Gsehwendtner, D. Loffler, and W. Wiesbeck 'Spiral antenna with external feeding for planar application,' IEEE Proc. 5th Africon Conf. vol. 2, pp. 1011- 1014, Sept 1999 https://doi.org/10.1109/AFRCON.1999.821910
  12. I. J. Bahl and P. Bhartia, Microstrip antennas, Artech House, pp. 85 -105, 1982