DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Polarization and Beam Tilt Characteristics of Single Arm Spiral Antenna by Varying Length and Feed

한팔 나선 안테나의 길이 및 급전 변화에 따른 편파 및 빔 틸트 특성에 대한 분석

  • Yang, Chan-Woo (Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Technology) ;
  • Park, Se-Hyun (Digital Media & Communication R&D Center, Samsung Electronics) ;
  • Jung, Chang-Won (Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Technology)
  • 양찬우 (NID 융합기술 대학원, 서울산업대학교) ;
  • 박세현 (DMC 연구소, 삼성전자) ;
  • 정창원 (NID 융합기술 대학원, 서울산업대학교)
  • Published : 2009.11.30

Abstract

In this paper, a single arm spiral antenna has been investigated about the characteristics of polarization and tilt beam. If a circumference length of spiral is bigger than a wavelength, it have a characteristic of varying maximum radiation beam direction. In addition, circular polarizations (RHCP, LHCP) can be variable by the feeding points (inner, outer). Also maximum beam directions tilt in different direction according to the circular polarizations, LHCP and RHCP. These characteristics of single arm spiral antenna are able to apply in the beam forming, diversity, MIMO application which has dual polarization using an antenna element.

본 논문에서는 한팔 나선 안테나(single arm spiral antenna)의 편파(polarization) 및 빔 틸트(beam tilt) 특성에 대하여 분석하였다. 한팔 나선 안테나는 나선 둘레 길이(spiral circumference length)가 한 파장 길이 이상 길어지면, 안테나의 최대방사 빔 방향이 안테나로부터 수직인 축빔(axial beam)으로부터 틸트되는 특성을 가지고 있다. 이때 나선 안테나의 급전위치(내부, 외부)에 따라 원형편파 (RHCP, LHCP)가 변화 하며, 안테나의 길이 변화에 따른 빔 틸트시 원형편파 특성에 따라 최대 방사 빔 방향이 서로 상이한 방향으로 틸트 됨을 검증하였다. 이러한 한팔 나선 안테나의 전기적인 특징을 이용하여, 단일 안테나로 이중 편파를 갖는 빔 포밍, 다이버시티, 또는 MIMO어플리케이션에 대한 적용 가능성을 확인하였다.

Keywords

References

  1. R. Bawer, J. J. Wolfe, "The spiral antenna," IRE International Convention Record, Pt. T, pp. 84-95, May 1960.
  2. H. Nakano, J. Eto, Y. Okabe, J. Yamauchi, "Tilted-and axial-beam formation by a single-arm rectangular spiral antenna with compact dielectric substrate and conducting plane," IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 50, no. 1, pp. 17-24, Jan. 2002. https://doi.org/10.1109/8.992557
  3. H. Nakano, Y. Shinma, J. Yamauchi, "A monofilar spiral antenna and its array above a ground plane-formation of a circularly polarized tilted fan beam," IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 45, Issue 10, pp. 1506-1511, Oct. 1997. https://doi.org/10.1109/8.633858
  4. K. Hirose, K. Kawai, H. Nakano, "An array antenna composed of outer-fed curl elements," IEEE Int. Antennas and Propagation Symp., vol. 2, pp. 1162-1165, Jun. 1998. https://doi.org/10.1109/APS.1998.702157
  5. K. Hirose, K. Kawai, H. Nakano, "A curl amy antenna for a linearly polarized wave," IEEE Int. Antennas and Propagation Symp., vol. 4, pp. 2752-2755, Aug. 1999. https://doi.org/10.1109/APS.1999.789377
  6. J. Dyson, "The unidirectional equiangular spiral antenna", IRE Trans. Antennas and Propag., vol. 7, Issue 4, pp. 329-334, 1959. https://doi.org/10.1109/TAP.1959.1144707
  7. J. J. H. Wang, V. K. Tripp, "Design of multioctave spiral-mode microstrip antennas", IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 39, no. 3, pp. 332-335, Mar. 1991. https://doi.org/10.1109/8.76330
  8. H. Nakano, "Analysis on beam reflection of spiral antenna," IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 55, no. 12, pp. 693-694, Dec. 1972.
  9. H. Nakano, Y. Shinma, H. Mimaki, J. Yamauchi, K. Hirose, "An beam formation using spiral array antennas," IEEE Int. Antennas and Propagation Symp., pp. 1628-1631, Jul. 1996. https://doi.org/10.1109/APS.1996.549912