The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Bandwidth Improved Hybrid Metamaterial Antenna Using Folded Parasitic Patch

접힌 기생 패치를 이용한 확장된 대역폭을 갖는 하이브리드 메타 물질 안테나

  • Ko, Seung-Tae (Department of Electronic Information and Communication Engineering, Hongik University) ;
  • Lee, Jeong-Hae (Department of Electronic Information and Communication Engineering, Hongik University)
  • 고승태 (홍익대학교 전자정보통신공학과) ;
  • 이정해 (홍익대학교 전자정보통신공학과)
  • Received : 2011.12.29
  • Accepted : 2012.04.13
  • Published : 2012.05.31
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Abstract

In this paper, using a folded parasitic patch, a hybrid metamaterial antenna having the enhanced bandwidth is presented. To obtain a broad bandwidth of the antenna, a zeroth-order resonance(ZOR) mode of a mushroom antenna and a $TM_{010}$ mode of a conventional patch antenna are combined. By employing an etched rectangular hole and a folded parasitic patch in the conventional patch antenna, a resonance frequency of the $TM_{010}$ mode can be down-shifted toward that of the ZOR mode without changing the size of the antenna. Therefore, the proposed antenna has broad bandwidth which ranges from the ZOR mode to the $TM_{010}$ mode. As a result, a fractional bandwidth of the proposed antenna is measured as 12 % and a radiation efficiency is above 75 % in whole band.

본 논문에서는 접힌 기생 패치를 이용하여 확장된 대역폭을 갖는 하이브리드형 메타 물질 안테나를 제안한다. 안테나의 대역폭을 확장하기 위해서 버섯 구조 안테나의 영차 공진 모드와 일반적인 패치 안테나의 기본모드인 $TM_{010}$ 모드를 이용하였다. 일반적인 패치 안테나 내부에 사각 형태의 홀을 에칭하고, 외부에 접힌 기생패치를 추가함으로써 안테나의 크기 변화 없이 $TM_{010}$ 모드의 공진 주파수를 영차 공진 모드의 공진 주파수 쪽으로 근접시킬 수 있다. 따라서 제안된 안테나는 영차 공진 모드부터 $TM_{010}$ 모드까지 동작하는 넓은 대역폭을 가지게 된다. 결과적으로 측정된 안테나의 비대역폭은 12 %이고, 동작 주파수 대역에서 75 % 이상의 방사 효율을 갖는 것으로 확인되었다.

Keywords

References

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