Abstract
This paper proposes slow wave structure(SWS) utilized to increase antenna gain of printed dipole antenna(PDA) and to suppress sidelobe level simultaneously, and makes sure of electrical characteristics of the antenna according to parameter variations of components of the slow wave structure. The printed slow wave structure which is composed of a dielectric substrate and a metal rods array is located on excited direction of the PDA, affecting the radiation pattern and its intensity. Parasitic elements of the metal rods are arrayed in narrow consistent gap and have a tendency to gradually decrease in length. In this paper, array interval, element length, and taper angle are selected as the parameter of the parasitic element that effects radiation characteristics. Magnitude and phase distribution of the electrical field are observed and analyzed for each parameter variations. On the basis of these results, while the radiation pattern is analyzed, array methods of parasitic elements of the SWS for high gain characteristics are provided. The proposed antenna is designed to be operated at the Wifi band(5.15~5.85 GHz), and parameters of the parasitic element are optimized to maximize antenna gain and suppress sidelobe. Simulated and measured results of the fabricated antenna show that it has wide bandwidth, high efficiency, high gain, and low sidelobe level.
본 논문에서는 프린트 다이폴의 지향성 증가와 동시에 부엽 레벨을 억제하는 기능을 가진 저속파 구조를 제안하고 구성 설계변수의 변화에 따른 전기적 특성의 변화를 알아보고자 한다. 유전체 기판과 도체 막대의 배열로 구성된 프린트 형태의 저속파 구조는 프린트 다이폴 안테나의 여기 방향에 위치하며 안테나의 방사 패턴 및 세기에 영향을 미친다. 이 도체 막대로 된 기생소자는 좁은 간격을 가지고 일정하게 배열되며 소자의 길이는 점차 줄어드는 형상을 가진다. 따라서 본 연구에서는 저속파 구조에서 방사 성능에 영향을 줄 수 있는 변수로 기생소자 배열 간격, 소자 길이, 소자 길이의 테이퍼 각도가 고려되며, 변수들의 변화에 따른 전기장 세기 및 위상 분포가 관찰 및 분석된다. 이를 기반으로 방사패턴이 분석이 되며, 고지향성 특성을 위한 저속파 구조의 기생소자 배열 방안이 제공된다. 제안된 안테나는 Wifi 대역(5.15~5.85 GHz)에서 동작하도록 설계되며, 안테나의 이득을 극대화하고 부엽을 억제하도록 저속파 기생소자의 설계변수가 최적화된다. 제작된 안테나의 시뮬레이션 및 측정 결과 넓은 대역폭 특성을 나타내며, 높은 효율과 이득, 낮은 부엽 레벨을 갖는 것을 확인할 수 있다.
