초록
본 논문에서는 metamaterial CRLH(Composite Right- and Left-Handed) 구조 기반의 새로운 패치 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. 일반 마이크로스트립 패치 구조의 기본 공진 모드인 반파장 공진이나 반파장 공진의 양의 정수배와 달리 제안된 안테나는 구조 전체에 전계가 같은 위상을 갖게 한다. 본 논문에서 제안하는 안테나는 요구되는, $\lambda/4$ 모노폴 안테나의 전형적인 특성인 전방향 패턴을 갖는 동시에 low-profile의 장점을 가진다. 제안된 안테나의 전산 모의 실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 제안된 안테나는 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 구현된 안테나는 S-DMB(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting) 서비스에서 사용되는 2.63~2.655 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)$\leq$2임을 만족하며, 측정된 최대 이득과 효율은 각각 2.65 dBi와 81.14 %이다.
In this paper, a novel patch antenna based on the metamaterial CRLH(Composite Right- and Left-Handed) structure is designed, implemented, and measured. Contrary to the standard microstrip patch's fundamental resonance mode of half-wavelength or its positive multiple, the proposed antenna shows the in-phase electric field over the entire antenna. The proposed antenna has a desired omni-directional field pattern which is typical characteristic of $\lambda/4$ monopole antenna, and also shows the merit of low profile. HFSS(High Frequency Structure Simulator) of Ansoft which is based on the FEM(Finite Element Method) is used to simulate the proposed antenna. FR-4 substrate of thickness 1.6 mm and relative permitivity 4.4 is used for the proposed antenna implementation. The implemented antenna showed VSWR (Voltage Standarding Wave Ratio)$\leq$2 for the frequency band from 2.63 GHz to 2.655 GHz which is used for S-DMB (Satellite-Digital Multimedia Broadcasting) service. And measured peak gain and efficiency are 2.65 dBi and 81.14 %, respectively.
