Improvement of the Radiation Efficiency for a CPW(Co-Planar Waveguide)-Fed ZOR(Zeroth-Order Resonant) Antenna

In this paper, a co-planar waveguide(CPW)-fed zeroth-order resonant(ZOR) antenna with an improved radiation efficiency was built and tested. The unit cell of the proposed antenna consists of a series metal-insulator-metal(MIM) capacitor and a shorted shunt stub inductor. In order to reduce the antenna size and to achieve the high radiation efficiency two shorted shunt stub arms bent by 90 degree were connected to the ground plane through the via. The proposed antenna consisting of two unit cells has an open ended composite right/left-handed(CRLH) transmission line structure. As a result the dominantly radiating parts of the antenna comes from shunt stub arms and vertical vias. The total size of the fabricated zeroth-order resonant antenna is $0.22\;{\lambda}_0{\times}0.22\;{\lambda}_0$. The measured gain and efficiency of the fabricated antenna have been enhanced by 3.07 dBi and 75 %, respectively, at the zeroth-order resonant frequency of 2.97 GHz.

Co-Planar Waveguide(CPW) 급전 영차 공진 안테나의 방사효율 개선

본 논문에서는 높은 방사 효율을 갖는 co-planar waveguide(CPW) 급전 방식의 영차 공진 안테나를 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나의 단위 셀은 직렬 metal-insulator-metal(MIM) 형태의 커패시터와 단락된 병렬 스터브 인덕터로 구성되어 있다. 안테나의 크기를 소형화시키는 동시에 방사 효율을 높이기 위하여 비아를 통하여 접지면과 연결되어지는 두 개의 $90^{\circ}$ 접혀진 단락 스터브 선로를 병렬 인덕터의 구조로 사용하였다. 두 개의 단위셀을 사용하여 설계된 안테나는 composite right/left-handed(CRLH) 전송 선로의 끝단을 개방하여 병렬부에서 주된 방사가 일어나도록 하였다. 제안된 안테나의 영차 공진 주파수는 3.05 GHz이고, 전체 크기는 $0.22\;{\lambda}_0{\times}0.22\;{\lambda}_0$이다. 제작된 안테나의 측정 결과, 영차 공진 주파수 2.97 GHz에서 안테나의 이득과 효율은 각각 3.04 dBi와 75 %로 향상되었다.