Abstract
Enhanced bandwidths of the GPS microstrip patch antennas applied by a Wilkinson power divider and a quadrature hybrid were compared. The square patch was designed, and fed by the two port probes for the circuit application. The Wilkinson power divider and quadrature hybrid circuit were designed, and applied to the patch antenna. The designed patch and two circuits were implemented on the FR4 board, and combined together. The measurement of the bandwidth within a voltage standing wave ratio (VSWR) of 2: 1 were 36.5% (1,200~1,775 MHz) in the case of the Wilkinson power divider and 29.84% (1,230~1,700 MHz) in the case of the quadrature hybrid. Axial ratios (AR) in 3dB were 17.14% bandwidth (1,360~1,630 MHz) and 15.87% bandwidth (1,400~1,650 MHz), respectively. The application of the Wilkinson power divider is wider than that of the quadrature hybrid. The peak gains in the anechoic chamber at the GPS center frequency were measured as 2.84 dBi and 2.75 dBi, respectively.
윌킨슨 전력분배기 및 90도 하이브리드 회로를 각각 GPS용 마이크로스트립 패치안테나에 적용하여 넓혀진 대역특성을 비교한다. 패치는 정사각형 패치로 설계하고, 회로를 적용하기 위하여 패치안테나에 2포트 프로브 급전한다. 윌킨슨 전력분배기와 90도 하이브리드 회로를 설계하고 90도 위상차가 나는 출력 포트를 패치안테나에 공급한다. 설계된 패치와 2가지 회로를 FR4 기판에 구현하고 이들을 각각 결합한다. 구현된 안테나에 대한 정재파비 측정결과 2: 1 기준으로 윌킨슨 전력분배기 적용 때 36.5% 대역폭(1,200~1,775 MHz), 90도 하이브리드 적용 때 29.84% 대역폭(1,230~1,700 MHz)을 얻었다. 3dB 축비 대역폭은 17.14% 대역폭(1,360~1,630 MHz) 및 15.87% 대역폭(1,400~1,650 MHz)을 얻음으로써 광대역임이 입증되었고, 윌킨스 전력분배기 적용이 90도 하이브리드 적용보다 좀 더 넓은 대역폭이 나타났다. 무반사실에서 측정한 안테나의 최대이득은 GPS 중심주파수에서 각각 2.84 dBi 및 2.75 dBi를 얻었다.