A Circular Microstrip Patch Antenna for Switchable Polarization Using PIN Diodes

In this paper, a circular microstrip patch antenna for switchable polarization is presented. For the switchable polarization, pairs of tuning stubs and two PIN diodes are utilized. By independently setting the PIN diodes on or off, the antenna produces either linear polarization or circular polarization. From the results, the -10 dB impedance bandwidths of 57.0 MHz($2.4\%$) and 50.0 MHz($2.1\%$) when operated in the linear polarization, and the 3 dB axial ratio bandwidth of $1.3\%$ with minimum of 0.2 and 0.9 dB in the circular polarization have been observed.

PIN 다이오드를 이용한 편파 변환 마이크로스트립 원형 패치 안테나

본 논문에서는 PIN 다이오드를 이용하여 다양한 편파 변환 특성을 갖는 마이크로스트립 원형 패치 안테나를 제안하였다. 안테나의 방사 패치에 두 개의 튜닝 스터브를 일정 거리를 두어 배치하고 PIN 다이오드로 각각의 튜닝 스터브를 방사 패치에 대하여 전기적으로 단락과 개방으로 스위칭함으로써 편파 변환 특성을 갖도록 하였다. 각각의 PIN 다이오드의 on/off 특성에 따라 안테나의 방사 특성은 두 주파수대의 선형 편파와 원형 편파, 우화전 원형 편파와 좌회전 원형 편파의 특성을 나타내게 된다. PIN 다이오드가 모두 on 또는 모두 off일 때 선형 편파가 발생하게 되고, 둘 중에 하나만 on되면 원형 편파 특성을 나타내게 된다. 안테나 측정 결과, 선형 편파일 경우에는 -10 dB 임피던스 대역폭은 각각 57.0 MHz($2.4\%$)와 50.0 MHz($2.1\%$)이며 방사 패턴에 있어서는 -15 dB 이하의 교차 편차 특성을 나타내었다. 또한, 원편파로 동작하는 경우, 좌${\cdot}$우 회전 편파에 대하여 모두 약 $1.3\%$의 축비 대역폭을 가졌으며 축비의 최소값은 0.2와 0.9 dB로 측정되었다.