Design of L-shaped Dual Inset Feeding Microstrip Stacked Patch Antenna for 2.5GHz Band

이중 L형 인셋 급전된 2.5GHz용 적층 마이크로 스트립 안테나의 설계

Abstract

In this paper, we have studied the improvement of gain and bandwidth characteristics by using double feeding and L-shaped inset feed line matching circuit in microstrip stacked patch antenna which is widely used to broaden the gain of general microstrip antenna. The proposed structure is composed of two feeding edges of the main patch antenna, each of them are connected to a feeding line having an L shaped inset feeder. And the parasitic patch is placed at a proper distance above the main patch. The size of the main patch is designed so that the resonance frequency is close to the center frequency of the target frequency band. The experimental results show that the bandwidth was increased more than 180MHz in the 2.3-2.7 GHz band, which is more interesting than the single feed, and the gain improvement of 2.5dBi was obtained at 2.7GHz.

본 논문에서는 일반적인 마이크로스트립 안테나의 이득을 넓히기 위해 많이 사용되는 적층형 구조에 이중 급전과 L형 인셋 급전 선로 매칭회로를 이용하여 이득 및 대역폭 특성을 개선하는 연구를 하였다. 제안된 구조는 주패치 안테나의 두 개의 방사 에지(edge)에 각각 L 모양의 인셋 급전회로를 갖는 급전 선로를 연결한 구조이다. 그리고 기생패치는 주패치 위에 적절한 거리를 두고 놓여 있는 구조이다. 주패치의 크기는 공진주파수가 목표로 하는 주파수 대역의 중심 주파수에 근접하도록 설계한다. 측정 결과 단일 급전보다 관심 있는 2.3~2.7GHz 대역에서 대역폭은 180MHz 이상 증가되었고 2.7Ghz에서 최대 2.5dBi의 이득 향상을 얻을 수 있었다.

그림 1. 안테나 구조 Fig. 1 Antenna structure

그림 2. 단일 인셋 급전 길이 변화 그래프 Fig. 2 Single inset length parameter sweep

그림 3. 이중 인셋 급전 길이 변화에 따른 그래프 Fig. 3 Dual inset length parameter sweep

그림 4. 최대 이득(시뮬레이션 데이터) Fig. 4 Max gain (Simulation Data)

그림 5. 제안된 이중급전 안테나 도면 Fig. 5 Duel fed antenna with parasitic patch(proposed)

그림 6. 제작된 안테나 Fig. 6 Fabricated antenna

그림 7. 반사 계수 결과(시뮬레이션 & 측정 데이터 Fig. 7 Reflection coefficient(Simulation & Measured Data)

그림 8. 측정을 위한 셋업 Fig. 8 Test setup

그림 9. 제안된 안테나의 방사패턴 결과 Fig. 9 Radiation result of proposed antenna

표 1. 안테나의 설계 치수 Table 1. Parameter values of the designed antenna

표 2. 측정 결과 Table 2. Measured performance.