Spectral Domain Analysis of Resonant Frequency in Rectangular Microstrip Patch Antenna on Uniaxial Substrates with Airgap and Superstrate

공기 갭과 덮개층을 갖는 이방성 매질 위의 사각 마이크로스트립 패치 안테나 공진 주파수의 파수 영역 해석

  • Published : 2001.07.01

Abstract

Spectral domain of resonant frequency rectangular microstrip patch antenna on anisotropic substrates and superstrate with airgap are analyzed. First, we derive dyadic Green function for selected anisotropic material by constitutive relation and then formulate integral equations of electric fields using Fourier transform in space region. Using Galerkin's moment method, we discretize the electric field integral equations Into the matrix form and select sinusoidal functions as basis functions. We verify the validity of numerical results and compare the results with existing ones in showing a good agreement between them. The resonant frequencies in the variation of air gap, patch length and permittivity of superstrate anisotrpy ratio of anisotrpic superstrate are presented and analyzed.

공기 갭을 갖는 이방성 매질의 기판과 덮개층 구조에서 사각 마이크로스트립 안테나 공진 주파수의 파수 영역에 대해 해석하였다. 일축성 매질의 특성을 나타내는 텐서의 구성 관계식으로부터 파수영역에서의 다이애딕 그린 함수를 유도하였으며 이 결과를 푸리에 변환을 사용하여 공간에서의 전계 적분 방정식으로 수식화하였다. 캘러킨 모멘트법을 사용하여 적분 방정식을 이산화하였으며 기저함수로는 정현적 함수를 선택하였다. 수치해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 기존의 결과와 비교, 일치된 결과를 얻었으며 공기 갭의 두께, 패치 길이 그리고 덮개층의 비유전율과 이방성 덮개층의 이방성 비의 변화에 따른 공진 주파수의 변화가 제시되고 분석되었다.

Keywords

References

  1. Proceeding of the IEEE v.80 no.1 Microstrip Antennas Pozar, D.M.
  2. Microwave J. no.Sept. A Survey of Broadband Microstrip Patch Antennas David, S.H.
  3. IEEE Trans. Antennas Propagat. v.AP-32 Cavity-Model Theory of the Circular-Disk Microstrip Antennas with an Air Gap Lee, K.F.;Ho, K.Y.;Dahele, J.S.
  4. Microwave Opt. Technol. Lett. v.5 no.7 Spectral Domain Analysis of Rectangular Microstrip Antennas with an Airgap Fan, Z.;Lee, K.F.
  5. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.42 no.6 Analysis of a Cylindrical-Rectangular Microstrip Structure with an Airgap Wong, K.L.;Cheng, Y.T.;Row, J.S.
  6. 통신학회 논문지 v.25 no.12A 공기 갭을 갖는 일축성 매질 위의 마이크로스트립 패치 안테나의 공진 주파수 윤중한;이상목;안규철;곽경섭
  7. IEEE Trans. Antennas Propagat. v.36 Resonance Frequency of a Rectangular Microstrip Patch Chew, W.C.;Liu, Q.H.
  8. IEEE. Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-33 no.Oct. Integrated-Circuit Structure on Anisotropic Substrate Alexopoulos, N.G.
  9. IEEE Trans. Antennas Propagat. v.AP-35 no.June Radiation and Scattering from a Microstrip Patch on a Uniaxial Substrate Pozar, D.M.
  10. IEEE Trans. Antennas Propagat. v.AP-40 no.May Leaky and Surface Waves in Anisotropic Printed Antenna Structures Peixeiro, C.;Barbosa, A.M.
  11. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.41 no.4 Resonance of a Rectangular Microstrip Patch on a Uniaxial Substrate Wong, K.L.;Row, J.S.;Kuo, C.W.;Huang, K.C.
  12. Electron. Lett. v.35 no.4 Uniaxilly Anisotropy Substrate Effects on Resonance of Rectangular Microstrip Patch Antenna Bouttout, F.;Benabdelaziz, F.;Benghalia, A.;Khedrouche, D.;Fortaki, T.
  13. IEEE Trans. Antennas. Propagat. v.AP-32 no.August Fundamental Superstrate(Cover) Effects on Printed Circuit Antennas Alexopoulos, N.G.;Jackson, D.R.
  14. Electron. Lett. v.24 Effects of Dielectric Superstrate on Patch Antenna Bhattacharyya, A.K.;Tralmon, T.
  15. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.41 no.8 Resonance in Superstrate-Loaded Rectangular Microstrip Structure Row, J.S.;Wong, K.L.
  16. IEEE Trans. Antennas. Propagat. v.42 Dielectric Cover Effect on Rectangular Microstrip Antenna array Shavit, R.
  17. Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-Wave Passive Structure Itoh, T.
  18. Field Computation by Moment Methods Harrington, R.F.
  19. Numcrical Analysis Fes, B.