Abstract
In this paper, a log periodic bow-tie dipole array (LPBDA) antenna for UWB communications is investigated. Bow-tie shaped dipole elements are used instead of general dipole elements for LPDA antennas and the input reflection coefficient and realized gain characteristics of the LPBDA as a function of a flare angle are analyzed. It turns out that as the flare angle of the bow-tie dipole elements is increased, the lowest operating frequency is shifted toward lower frequency and the operating frequency band is increased, but the average gain is decreased. However, the gain variation of the LPBDA is much decreased and the front-back ratio is improved compared to the LPDA. Standard LPDA and LPBDA with a flare angle of 13 degrees are fabricated on an FR4 substrate with a dielectric constant of 4.4 and a thickness of 1.6 mm. Measured gain for the LPDA ranges from 4 to 6.5 dBi at 3.1 to 10.6 GHz band, while that for the LPBDA is in the range of 4.2 to 5 dBi.
본 논문에서는 UWB 통신용으로 사용할 수 있는 대수 주기 보우타이 다이폴 배열 (LPBDA) 안테나에 대하여 연구하였다. 일반적인 LPDA 안테나에서 사용되는 다이폴 소자 대신에 보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하였고, 보우타이 소자의 양끝으로 벌어진 각도에 따른 LPBDA 안테나의 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 양끝으로 벌어진 각도가 증가할수록 LPBDA 안테나의 가장 낮은 동작 주파수가 저주파수 대역으로 이동하여 주파수 대역폭이 늘어나지만, 평균이득은 줄어들었다. 그러나, LPDA 안테나에 비해 이득의 변화는 적고 전후방비가 향상되었다. 표준 LPDA 안테나와 양끝으로 벌어진 각도가 13도인 LPBDA 안테나를 FR4(비유전율 4.4, 두께 0.8 mm) 기판상에 제작하였다. 측정한 이득은 3.1~10.6 GHz 대역에서 표준 LPDA 안테나는 4~6.5 dBi 범위에 있고 LPBDA 안테나는 4.2~5 dBi 범위에 있다.
