A study on the Design and Fabrication of Microstrip Array Antenna for Ultra Wideband Applications

In this paper, the ultra-widebend, microstrip patch antenna with the bandwidth of 3 GHz was implemented for ultra-wideband(UWB) wireless communication applications. In order to cover the very wide bandwidth of 3 GHz, a multi-resonance antenna was designed, each resonance frequency was separated into five frequency bend, 7.5, 8.1, 8.7, 9.3, and 9.9GHz with the interval of 600MHz BW. And for wideband characteristics of each antenna, U-slot antennas were designed at each center frequency. Designed five U-slot antennas were connected in series for multi-resonance of 3GHz BW and wideband matching was also designed for impedance matching transmission line calculated. The relative dielectric constant, the height, the loss tangent of the PCB substrate were ${\epsilon}_r=4.8,\;h=0.6$ and loss tangent=0.0009 respectively. The implemented antenna's radiation patterns and gain were directivity characteristics and $1.46{\sim}4.08dBi$ at the five separated center frequency.

초광대역 마이크로스트립 안테나의 설계와 제작에 관한 연구

본 논문에서는 UWB(ultra wideband) 무선통신 응용을 위해 3GHz의 광대역 무지향성 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 구현하였다. $7.2{\sim}10.2GHz$의 광대역의 밴드를 만족시키기 위해 다중공진 안테나가 설계되었고, 각 공진주파수는 600MHz의 간격을 가지고 7.5, 8.1, 8.7, 9.3, 그리고 9.9GHz의 5개 중심주파수로 분리하였고 광대역 특성을 위해, 각 중심주파수에서 U-slot 안테나가 각각 설계되었다. 설계된 5개의 U-slot 안테나는 3GHz의 대역폭의 다중공진을 위해 병렬로 연결되었고, 임피던스 정합 과정은 7.5GHz 패치안테나와 8.1GHz 패치안테나의 중심주파수인 7.8GHz를 적용하여 전송 선로를 구한 후 같은 방법으로 전송 선로 임피던스 정합을 하여 광대역 매칭 회로가 되도록 설계하였다. 안테나 제작에 이용된 PCB 기판의 비유전율, 기판높이, 손실은 각각 ${\epsilon}_r= 4.8,\;h=0.6$ 그리고 손살탄젠트는 0.0009였다. 제작된 안테나의 방사패턴과 이득은 5개의 중심주파수에서 $1.46{\sim}4.08dBi$의 이득을 나타내었다.