Design of Broadband Spiral Antenna for Non-Linear Junction Detector

This paper presents a design of spiral antenna with broad bandwidth for non-linear junction detector(NLJD). An elliptical patch as radiating element located on center position of radiating surface, as well as the spiral elements on radiating surface was designed for broad bandwidth of spiral antenna. An antenna ground structure generating the multi resonance by spiral slit inserted on ground surface was also proposed. In order to realize high directivity and high gain of the proposed antenna, the cavity wall made of Fr4-epoxy and the metal cap were considered in design. As a result, the calculated gain of antenna with metal cap was improved about 3 dB with comparison of antenna without metal cap and the measured main beam directivity toward -z axis direction agreed well with calculation result. The measured axial ratio satisfied the circular polarization within -z axis ${\pm}45^{\circ}$ at design frequency bands and showed reasonable agreement with prediction.

비선형 소자 탐지용 광대역 스파이럴 안테나의 설계

본 논문은 비선형 소자 탐지기용 광대역 스파이럴 안테나의 설계를 제안한 것이다. 방사면 위의 스파이럴 소자뿐만 아니라 방사면 중심부에 위치한 방사 소자인 타원형 패치가 스파이럴 안테나의 광대역화를 위하여 설계되었다. 또한, 그라운드면 위에 스파이럴 슬릿을 삽입함으로써 다중 공진을 일으키는 안테나 그라운드 구조가 제안되었다. 제안된 안테나의 높은 지향성과 고이득을 실현하기 위해, Fr4-epoxy로 만든 캐비티 벽과 금속캡이 설계에 고려되었다. 그 결과, 금속 캡을 가진 안테나의 계산된 이득은 금속 캡이 없는 안테나의 이득과 비교하여 약 3 dBi 개선되었으며, -z축 방향으로의 측정된 주 빔 지향성도 계산 결과와 잘 일치하였다. 설계 주파수 대역에서 측정된 축비도 -z축을 기준으로 ${\pm}45^{\circ}$의 범위에서 원편파를 만족하였으며, 예상과 잘 일치하였다.