Design of 5.8 GHz Patch Array Antenna for FTMS Roadside Equipment

FTMS 기지국용 5.8 GHz 대역 배열 패치 안테나 설계

This paper designed the antenna for collecting and servicing the traffic information that apply to freeway Traffic Management System, as using DSRC (Dedicated Short Range Communication). Active DSRC is the technology that is using 5.8GHz Radio Frequency to a mean Sequency and there are a lot of the case occurring a physical electric wave shadowing because of the traveling straight of a electric wave. In such inferior communication environment, it constructed the stabilized communication link that can do collecting and servicing the correct traffic information and designed the beam pattern considering the establishment position of the antenna that can apply to various road environments and a communication area. By considering the communication link environment, this paper designed and manufacture the mean frequency of 5.8GHz, the input loss of -17dB in 75MHz bandwidth, the Axial ratio of 1.5:1, and $2{\times}4$ array microstrip antenna which beam pattern have the characteristic of $55^{\circ}$ horizontal half power beam width and $26^{\circ}$elevation half power beam width and the minimum establishment height of the antenna was designed as 14m for avoiding electric wave shadowing on a physical condition between vehicles

본 논문에서는 능동주파수방식의 단거리 무선통신 기술을 이용하여 고속도로 교통관리시스템에 적용할 수 있는 교통정보 수집 및 제공용 기지국 안테나를 설계하였다. 능동 DSRC는 5.8GHz 고주파수를 중심주파수로 사용하고 있는 기술로서 전파의 직진성이 매우 강해 주행 차량간 물리적인 전파 shadowing이 발생 할 경우가 많다. 이러한 열악한 통신환경에서도 정확한 교통 정보의 수집 및 제공을 할 수 있는 안정된 통신 링크를 구성하고 다양한 차로수 및 통신반경 등 도로환경에 적용할 수 있도록 안테나의 설치위치 및 이를 고려한 빔 패턴을 설계하였다. 본 논문에서는 통신링크 환경을 고려하여 중심주파수 5.8GHz, 입력손실은 75MHz대역에서 -17dB, 축비는 1.5:1, 안테나 이득은 12.2dBi, 빔패턴은 수평반치각 $55^{\circ}$, 수직반치각 $26^{\circ}$의 특성을 갖는 $2{\times}4$배열 마이크로스트립 안테나를 설계, 제작하였으며 차량간의 물리적 조건에 따른 전파 shadowing을 피하기 위한 안테나의 최소 설치 높이는 14m로 설계하였다.