Abstract
In this study, the properties of a patch antenna fed by a coplanar waveguide with ground (CPWG) and design method were studied. The antenna was impedance-matched to the CPWG feedline by adjusting the width, length, and position of the patch. To improve the frequency properties of the CPWG type antenna, patch length, patch width, patch position, and ground distance were simulated using HFSS (High Frequency Structure Simulator) simulation program. A CPWG antenna of 1.8 GHz for LTE band was designed and fabricated by photolithography on an FR4 substrate (dielectric constant of 4.4 and thickness of 0.8 mm). The fabricated antenna was analyzed using a network analyzer. The measured results agree well with the simulations, which confirmed the validity of this study. The fabricated CPWG antenna showed a center frequency, minimum return loss and -10dB bandwidth of 1.8GHz, -32.1dB, 22MHz and $50.2{\Omega}$ respectively. The proposed antenna is expected to be applicable to the LTE band.
본 논문에서는 코프래너 그라운드 도파관(CPWG)에 의해 급전되는 패치 안테나의 설계 방법 및 안테나 특성을 연구하였다. 안테나의 패치 길이, 폭, 위치를 조절하여 안테나와 CPWG 급전선이 임피던스 정합 되도록 하였다. 또한 안테나의 특성을 향상시키기 위해 CPWG 안테나의 설계 변수인 패치 길이. 패치 넓이, 패치 위치 및 그라운드 포지션에 따른 안테나 특성 변화를 HFSS 프로그램을 사용하여 안테나의 주파수 특성을 시뮬레이션 하였다. 이 결과를 바탕으로 1.8GHz LTE 대역에서 사용 가능한 CPWG 안테나를 설계하고, 설계 된 안테나를 유전율 4.4, 두께 0.8mm인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 최종적으로 회로망 분석기(Network Analyzer)를 통해 안테나 특성을 분석하였다. 측정된 안테나의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하여 본 연구의 타당성을 확인 할 수 있었다. 제작된 CPWG 안테나는 중심주파수 1.80 GHz, 입력반사손실 -32.1 dB, 대역폭 22 MHz, 임피던스 $50.2{\Omega}$의 결과 값을 보였다. 본 연구에서 제안된 안테나는 LTE 대역에 응용이 가능할 것으로 기대된다.
