• 제목/요약/키워드: 개구 결합 급전

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원형편파의 축비 대역폭 개선을 위한 직렬 급전 십자개구 결합 마이크로스트립 안테나

  • 김형락
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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    • pp.347-348
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    • 2001
  • 마이크로스트립 안테나가 가지는 가장 큰 단점인 협대역 특성을 개선하기 위해 그 동안 수많은 연 구와 방법들이 제안되었는데 특히 원형편파 안테나는 임피던스 대역폭 외에 축비 대역폭까지도 고려 되어야 하므로 더욱 심화된 협대역의 특성을 가지게 되어 설계에 많은 어려움이 있었다. 일반적으로 원형편파 마이크로스트립 안테나를 설계하는 방법 중 급전 구조면에서는 크게 단일 급전 방식과 하이 브리드 형태의 급전방식이 있다. 단일 급전 방식의 원형편파 안테나는 구조가 간단하고y 제작이 간편 하며, 안테나의 물리적 크기를 줄일 수 있어 배열시 장점이 있으나 구조의 특성상 협대역의 축비 대역 폭을 가지며I 하이브리드 급전 원형편파 안테나는 구조가 복잡하고, 제작이 어려우며, 안테나의 물리적 크기가 커진다는 단점이 있으나 광대역의 축비 대역폭을 가진다. 따라서 원형편파 안테나의 설계시 축 비 대역폭과 안테나의 물리적 크기 간의 trade-off를 고려하여야한다. 최근에는 이를 고려한 단일 급전 을 이용하면서도 개선된 축비특성올 얻을 수 있도록 십자개구 개구를 통해 두 개의 직교 모드를 방사 패치에 급전하는 구조가 제안되기도 하였다. 하지만 이는 일반적인 단일 급전 방식보다 개선된 축비 대역폭을 얻을 수 있었으나 중심주파수에서 2.5%에 불과하였다. 본 논문에서는 단일 급전 십자개구 결합 방식이 가지는 협대역의 축비 대역폭을 개선하기 위해 단 일 급전으로 하이브리드 급전의 효과를 가져올 수 있는 직렬 급전 십자개구 결합 마이크로스트립 안 테나를 제안하였으며, 기존에 발표된 단일 급전 십자개구 결합 안테나와의 축비 대역폭, 이득, 방사패 턴, 그리고 임피던스 대역폭 둥과 비교하여 개선된 특성을 제시하고 제안된 안테나의 타당성을 보였 다. 실제로 2.4GHz의 주파수에서 제안한 직렬 급전 십자개구 결합 단일 마이크로스트립 안테나의 측 정결과 기존에 연구된 안테나보다 약 2배정도 증가된 4.6%의 축비 대역폭, 10%의 임피던스 대역폭 (VSWR<1.5), 그리고 8.2dBi의 최대이득 특성을 확인할 수 있었으며, 이를 바탕으로 시권셜 로테이션 기법올 사용한 $2\times2$ 배열 안테나는 17.5%의 축비 대역폭, 20.8%의 임피던스 대역폭(VSWR<1.5), 그리 고 12.5dBi의 최대이득을 얻을 수 있었다. 이에 해당하는 제안된 단일 안태나와 $2\times2$ 배열 안테나의 구조, 측정된 축비 대역폭 및 이득특성, 그리고 입력 반사손실을 그림 I, 2, 3에 각각 나타내었다.

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원형편파의 축비 대역폭 개선을 위한 직렬 급전 십자개구 결합 마이크로스트립 안테나 (A Series Feeding Cross-Aperture Coupled Microstrip Antenna for Improving Axial Ratio Bandwidth of Circular Polarization)

  • 김형락;윤영중
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.393-400
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    • 2002
  • 본 논문에서는 원형편파를 발생시키기 위한 여러 가지 방법 중 단일 급전 십자개구 결합 방식이 가지는 협대역의 축비 대역폭을 개선하기 위해 단일 급전으로 하이브리드 급전의 효과를 가져을 수 있는 직렬 급전 십자개구 결합 마이크로스트립 안테나를 제안하고, 기존에 발표된 단일 급전 십자개구 결합 안테나와의 축비 대역폭, 이득, 방사패턴, 그리고 임피던스 대역폭 등과 비교하여 개선된 축비 대역폭 특성을 제시하여 제안된 안테나의 타당성을 보였다. 또한 제안된 단일 안테나를 이용해 2$\times$2 배열 안테나로 확장하는 과정에서 시퀀셜 로테이션 기법을 적용함으로써 더욱 넓은 축비 대역폭을 화보할 수 있도록 하였다. 직렬급전 단일 안테나와 2$\times$2 배열 안테나의 측정된 축비 대역폭은 110 MHz(4.6 %)와 420 MHz(17.5 %)를 보였고, 측정된 임피던스 대역폭 (VSWR<1.5)은 240 MHz(10%)와 500 MHz(20.8%)출 가졌으며, 이득 측정결과에서는 단일 안테나와 2$\times$2 배열 안테나 모두 3 dB 이득 대역폭에서 400 MHz(16.7%) 이상의 평탄 특성을 가지며 최대이득에서는 8.2 ㏈i와 12.5 ㏈i의 이득특성을 보여주었다.

스위칭 소자를 사용한 편파 다이버시티 개구결합 원편파 패치 안테나 (Aperture Coupled Circularly Polarized Patch Antenna for Polarization Diversity using Switching Elements)

  • 윤천수;박동국;양규식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.461-466
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    • 2004
  • 본 논문에서는 스위칭 소자를 사용한 새로운 형태의 편파 다이버시티 개구 결합 원편파 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나의 구조는 정사각형 패치의 모서리를 왜곡시킨 단일 패치이며, 급전은 전력 분배기 형태의 마이크로스트립 급전에 Schottky 다이오드를 삽입시킨 형태이다. 스위칭 소자인 Schottky 다이오드는 급전의 전력 분배 지점에서 $\lambda$/4 떨어진 위치에 삽입하였으며, Schottky diode의 ON/OFF 동작으로 방사체인 패치의 급전이 변화를 이루어 좌$.$우 선회 원편파로 변화되는 구조로 설계하였다. 스위칭 동작에 의해 측정되어진 안테나의 3 dB 축비 대역폭은 약 2 %로 측정되어졌다.

개구 결합 급전 구조를 갖는 이중 선형편파 패치 안테나의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Dual Linear Polarization Patch Antenna with Aperture Coupled Feeding Structure)

  • 윤중한
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1015-1022
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    • 2023
  • 본 논문에서는 4.7 GHz 특화망 대역에 적용할 수 있는 개구결합 급전을 갖는 이중 선형편파 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 격리도 향상을 위해 일반적인 개구 결합급전을 갖고 상층과 하층에 각각 급전점을 갖도록 설계하였다. 각각의 기판의 크기는 34.0 mm×34.0 mm (W×L)이며 두께(h) 1.0 mm, 그리고 비유전율이 4.4인 FR-4 기판을 사용하였다. 또한 상층의 윗면에 12.7 mm×14.6 mm (W2×L3)의 패치를, 하층의 아랫면에 24.0mm×1.6 mm의 급전선로를, 접지면에 1.0 mm×7.7 mm(S×T)의 크기를 갖는 슬롯을 설계하여 패치로 급전되도록 하였다. 제작 및 측정 결과로부터, -10 dB 반사손실을 기준으로 배열 안테나의 경우, 입력포트 1에서 300.0 MHz (4.52~4.82 GHz), 입력포트 2에서 170.0 MHz (4.65~4.82 GHz)의 대역폭을 얻었으며 전달계수 S21은 -30 dB 이하의 값을 얻었다. 또한 각 급전포트에서의 편파분리도를 얻었다.

광대역 특성을 갖는 U-슬롯 마이크로스트립 안테나 (A Broadband U-Slot Microstrip Antenna)

  • 홍재표;이광호;김종규;이창순
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.6-11
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    • 2001
  • 본 논문에서는 마이크로스트립 안테나의 대역폭을 개선하기 위하여 개구 결합된 U-슬롯 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 개구 결합을 이용하여 마이크로스트립 급전선로와 복사소자인 마이크로스트립 패치를 결합하였다. 이 결합구조는 급전선로가 복사소자로 동작되는 의사복사를 제거할 수 있는 장점이 있으며 복사면과 급전면이 분리되어 패치와 급전선로를 독립적으로 설계할 수 있는 구조이다. 또한 U-슬롯 구조의 공진 특성과 패치 자체의 공진 특성을 동시에 이용하여 광대역 특성을 가지도록 U-슬롯을 갖는 안테나를 설계하였다. 설계 제작된 안테나로부터 궤환손실, VSMR, 복사패턴 및 이득을 측정하였다. 그 결과 안테나의 임피던스 대역폭(VSWR$\leq$2)은 2.35GHz에서 6.4%로 나타났고, 안테나의 평균이득은 5.3dBi로 나타났다.

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평행평판 도파관의 윗면에 위치한 좁은 슬릿과 넓은 슬릿을 통한 도체 스트립에로의 전자기적 결합 (Electromagnetic coupling to nearby conducting strip through narrow and wide slits in parallel plate waveguide)

  • 이철훈;이종익;조영기
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.113-116
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    • 2000
  • 평행평판의 원면에 위치한 슬릿을 통하여, 슬릿의 바로 윗 부분에 도체 스트립이 있을 때 일어나는 전자기적 결합 현상에 대하여 살펴보았다. 슬릿의 폭이 파장에 비하여 매우 작을 때와 매우 클 때의 두 경우로 나누어서 기술하였다. 슬릿의 폭이 좁은 경우는 기존의 개구결합(aperture-coupled) 마이크로스트립 안테나에 해당되며 슬릿의 폭이 넓은 경우는 기존의 proximity-coupled 마이르로스트립 안테나에 해당된다. 본 연구의 결과는 기존의 마이크로스트립 안테나의 급전구조와 기존의 마이크로스트립 누설파 안테나의 급전구조 설계에 도움을 줄 것으로 생각된다.

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개구 결합 구조를 갖는 PCS 기지국용 마이크로스트립 정형 빔 배열 안테나 (An Aperture-coupled Microstrip Shaped-beam Array antenna for the PCS Basestation.)

  • 여운식;김광조;강승택;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.363-644
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    • 1997
  • 본 논문에서는 그라운드변 상의 개구를 통해 마이크로스트립 패치로 결합을 일으키는 구조를 갖는 PCS 기지 국용 정형 빔 배열 안테나 설계와 제작에 관하여 다룬다. 최적의 정형 빔 패턴은 안테나 합성법으로 얻어졌다. 배 열된 패치들 사이에서의 결합을 고려한 배열 안테나와 급전회로는 CAD tool을 이용하여 설계되었다. 급전 회로 는 최적의 정형 빔 패턴을 얻기 위해서 Wilkinson 전력 분배기를 이용하여 설계되었다. 설계 결과와 측정 결과가 비교되어진다.

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Aperture와 Feedline Gap 결합으로 급전되는 마이크로스트립 패치 안테나의 전자기 결합 메커니즘 (Electromagnetic Coupling Mechanism in the Aperture-Coupled and Feedline Gap-Coupled Microstrip Patch Antenna)

  • 김종규;윤이근;조영기
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권1호
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    • pp.27-33
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    • 2001
  • 개구결합으로 급전되는 마이크로스트립 안테나 구조에 대해, 접지면과 패치사이의 간격에 따라 ‘cavity'형과 ’parasitic'형의 두 가지 결합 메커니즘으로 나눌 수 있음을 이론적, 실험적으로 제시하였으며, 보다 단순한 급진구조로서 gap-결합 급전 마이크로스트립 안테나구조에서도 유사한 현상이 나타남을 확인하였다. 이러한 두 가지 결합메커니즘의 특징적 차이에 대하여 논의하였다.

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무선 LAN용 이중 편파 2 X 2 배열 안테나 (Dual-Polarized 2 X 2 Array Antenna for Wireless LAN)

  • 송성찬;이택경
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.635-643
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    • 2004
  • 본 논문에서는 무선 LAN 시스템에서 편파 다이버시티를 사용하기 위한 이중편파 특성을 가지는 2${\times}$2 배열 안테나를 설계, 제작하였다. 이중편파 안테나의 대역폭과 격리특성을 개선하고자 개구면 결합 급전 구조와 L형 이중 프루브 급전 구조를 사용하였다. 제작된 안테나의 -15dB 기준 반사손실 대역폭은 개구면 결합 급전에서 210MHz, L형 이중 프루브 급전에서 280MHz로 측정되었다. 두 입력포트간의 격리특성은 -40dB 이하이며, 안테나 이득은 무선 LAN 동작주파수 대역에서 14.3$\pm$0.2dBi로 측정되었다.

개구결합 및 3차원 천이 마이크로스트립 선로로 급전되는 이중편파 사각형 마이크로스트립 안테나 (Aperture Coupled and 3-D Transition Microstrip Line Fed Dual Polarization Rectangular Microstrip Antenna)

  • 조성문;박동국
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.1034-1039
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    • 2002
  • 본 논문에서는 개구결합 급전(포트 1)과 3차원 마이크로스트립 급전(포트 2)을 이용하여 단자간의 분리도가 우수한 이중편파 사각형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 설계는 각각의 급전방식에서 상용프로그램인 IE3D를 이용한 모의실험을 통하여 파라미터값들의 최적값을 찾고, 그 각각의 최적값을 통합하여 이중편파 마이크로스트립 안테나를 설계하고 제작하였다. 2 GHz 대역에서 실험한 결과 반사손실 10 dB 주파수 대역폭이 17 %이며, 30 dB 이상의 분리도를 확인하였다.