Abstract
In this paper, we designed and implemented the planar monopole antenna using the coupling effect for the multi-band characteristic. A parasitic element for the multi-band characteristic based on a rectangular patch with single resonance is inserted. Spiral shaped parasitic element is used for minimizing the antenna size and obtaining the multi-resonance characteristic. The frequency characteristics are modified and optimized by varying specific parameters. By inserting an L-shaped resonator at both sides of the feed line which connected through the via hole to the ground plane, unnecessary frequency bands are eliminated. Proposed antenna dimension is $40{\times}60{\times}1mm^3$. It is fabricated on the FR-4 substrate(${\varepsilon}_r$=4.4) using a microstrip line of $50{\Omega}$ for impedance matching. By measurement results, the characteristic of the return loss under -10 dB are 1.714~2.496 GHz, 2.977~4.301 GHz, and 4.721~6.315 GHz, and the radiation patterns have omni-directional shapes.
본 논문에서는 기생 소자의 커플링 현상을 이용하여 다중 대역 특성을 나타내기 위한 평면형 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 단일 공진이 발생하는 사각 패치를 기본으로 다중 대역 특성을 얻기 위해 기생 소자를 삽입하였다. 기생 소자는 안테나 크기의 소형화와 다중 공진 특성을 나타내기 위해 스파이럴 구조를 사용하였으며, 각각의 설계 파라미터들을 이용하여 주파수 특성을 최적화 시켰다. 또한, via-hole을 통해 접지면에 연결된 L자 형태의 공진기를 급전선 양쪽에 삽입함으로써 서비스 대역 이외에 사용되지 않는 주파수 대역을 차단하였다. 사용된 기판은 크기가 $40{\times}60{\times}1mm^3$이고, 비유전율 4.4인 FR-4 기판 위에 설계되었으며, 급전은 임피던스 $50{\Omega}$의 마이크로스트립 선로를 사용하였다. 측정 결과, 1.714~2.496 GHz, 2.977~4.301 GHz, 4.721~6.315 GHz 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실 특성을 나타냈으며, 전방향의 방사 패턴을 나타냈다.
