The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication (한국인터넷방송통신학회논문지)

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Effects of Mesh Structure Variations of Meshed Ground on Microstrip Comb Array Antenna

그물망 접지의 그물망 구조의 변화가 MCAA에 미치는 영향

  • 기현철 (가천대학교 전자공학과)
  • Received : 2018.10.12
  • Accepted : 2018.12.07
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

In this paper, We investigated the effects of mesh structure variations of meshed ground on MCAA(Microstrip Comb Array Antenna). First, we designed MCAA in 24GHz ISM band and we investigated the variations of the gain and the SLL(Side Lobe Level) of the MCAA as we varied the mesh structure of the meshed ground. We varied two variables, mesh size and unfilled rato, which is defined as no metal area ratio in mesh for the investigation. We investigated two types of MCAA. Those are flat MCAA composed of flat radiator and tapered MCAA composed of tapered radiator. Both the antenna gains of flat MCAA and tapered MCAA are decreased as the unfilled rato increased. However, increase of mesh size made more dramatic decrease in antenna gain than increase of unfilled rato. The antenna SLL showed similar trend. But tapered MCAA affected more severely by variation of mesh size than flat MCAA.

본 논문에서는 그물망 접지를 갖는 MCAA(Microstrip Comb Array Antenna)에서 그물망 구조의 변화가 MCAA에 미치는 영향을 조사하였다. 우선, 24GHz ISM 밴드에서 MCAA를 설계한 후 접지의 그물망 구조를 변화시키며 MCAA의 이득과 SLL(Side Lobe Level)의 변화를 조사하였다. 이 조사를 위해 그물망의 크기와 그물망 면적에 대한 도체를 제외한 공백의 면적 비인 공백율의 두 변수를 변화시켰다. MCAA는 방사체가 플랫한 MCAA와 방사체가 테이퍼된 MCAA의 두 가지 구조로 조사하였다. 공백율이 증가함에 따라 플랫한 MCAA와 테이퍼된 MCAA 모두에서 이득이 감소했다. 한편, 그물망 크기의 증가는 공백율 증가보다 안테나 이득을 더욱 극적으로 감소시켰다. 이러한 경향은 안테나 SLL에 대해서도 유사했으나 테이퍼된 MCAA가 플랫한 MCAA보다 그물망 크기 변화에 대한 영향을 좀 더 심하게 받았다.

Keywords

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그림 1. 설계된 MCAA (a) MCAA구조 (b) 반사계수 (c)안테나 이득 (d) 방사 패턴 Fig. 1. Designed MCAA (a) Structure of the MCAA (b) Reflection coefficient (c) Antenna gain (d) Radiation pattern

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그림 2. 50Ω 마이크로스트립선에 의한 영향 (a) 마이크로스트립선 구조 (b) 삽입손실(S21) (c) 그물망의 구조에 따른 삽입손실 Fig. 2. Effect of 50Ω microstripline (a) Structure of the microstripline (b) Insertion loss(S21) (c) Insertion loss depend on structures of mesh.

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그림 3. 물망의 구조에 따른 플랫한 MCAA의 특성 (a)플랫한 MCAA의 이득 특성 (b)플랫한 MCAA의 SLL 특성 Fig. 3. Characteristics of flat MCAA depend on structures of mesh (a)Gain characteristics of flat MCAA (b)SLL characteristics of flat MCAA

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그림 4. 물망의 구조에 따른 테이퍼된 MCAA의 특성 (a)테이퍼된 MCAA의 이득 특성 (b)테이퍼된 MCAA의 SLL 특성 Fig. 4. Characteristics of tapered MCAA depend on structures of mesh (a)Gain characteristics of tapered MCAA (b)SLL characteristics of tapered MCAA

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그림 5. MCAA의 이득과 방사 특성 (a) 이득 특성 (b) 3차원 방사 패턴(0.7λ, 9%) (c) 3차원 방사 패턴(0.7λ, 36%) Fig. 5. Gain and radiation pattern (a) Characteristics of gain (b) 3-dimensional radiotion pattern(0.7λ, 9%) (c) 3-dimensional radiotion pattern(0.7λ, 36%)

References

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