본 논문에서는 저궤도 위성용 TT&C 안테나로 사용하기 위한 광대역 원형 편파 턴스타일 안테나를 제안한다. 턴스타일 안테나는 신호를 자유 공간으로 방사하기 위한 다이폴 방사부와 원형 편파 발생을 위한 서로 90도 위상차를 가지는 두 신호를 공급하는 전력분배기부로 구성된다. 다이폴 방사부는 발사 및 우주 궤도의 극한 환경에서도 견딜 수 있는 견고한 구조로 고안을 하였으며, 전력분배기부는 광대역 특성을 가지면서 주파수에 대해 평탄한 90도 위상차를 공급할 수 있도록 설계하였다. 제안된 안테나는 저궤도 위성용 TT&C 상 하향 링크를 동시에 만족할 수 있는 광대역 특성을 가지며, 전천후 임무 수행이 가능한 넓은 빔 폭과 개선된 원형 편파 축비 특성을 보인다.
In this paper a dual-band circularly polarized stacked microstrip antenna for Global Positioning System (GPS) service and Digital Multimedia Broadcasting (DMB) service is designed. By stacking two different corner-truncated square microstrip patches, dual-band, dual polarization characteristic is obtained. Experimental results show impedance bandwidth of 60 MHz (3.8%) and axial ratio bandwidth of 6 MHz (0.4%) in GPS and impedance bandwidth of 126 MHz (4.7%) and axial ratio bandwidth of 30MHz (1.1%) in DMB.
본 논문에서는 메타구조의 공진기를 이용하여 3.5GHz의 중심주파수를 갖는 S-대역용 원형편파 마이크로 스트립 안테나를 연구하였다. 설계된 안테나는 CST studio를 이용해 패치안테나를 설계한 후 소형화를 위하여 그라운드면에 메타구조의 공진기를 식각하였으며 slot을 사용하여 원형 편파를 구현하였다.
유전자 앨거리즘을 이용하여 동축선 급전 원형 편파 사각 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 임피던스 및 유효 손실 탄젠트 그리고 축비 등을 포함하는 복잡한 목적 함수를 갖는 마이크로스트립 안테나 설계에 유전자 앨거리즘이 효과적임을 보였다. 패버티 마들로부터 입력 임피던스와 원형 편파의 축비를 유도하고, 안테나의 폭과 길이와 동축선 급전점을 유전자 앨거리즘을 이용하여 최적화 하였다. 설계된 안테나를 제작하고 시뮬레이션 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.
We propose a method for increasing the bandwidth of a substrate-integrated-waveguide (SIW) cavity-backed antenna with taper-based micro-strip SIW transition feeding. For radio transmission, a circular slot is etched on top of the SIW cavity. For optimal antenna design, the slot is etched slightly away from the cavity center to generate circularly polarized waves. Simulations show a wide axial ratio bandwidth of 7.860% between 11.02 GHz and 11.806 GHz. Experimental results confirm a similar wide axial ratio bandwidth of 4.9% between 10.8 GHz and 11.35 GHz. An SIW feed from an inductive window excites the radiating circular slot, resulting in a simulated wide impedance range of 1.548 GHz (10.338 GHz-11.886 GHz) and bandwidth of 13.93%. Experimental results show a wide impedance of 2.08 GHz (10.2 GHz-12.08 GHz) and bandwidth of 18.84%. The SIW cavity-backed antenna creates a unidirectional pattern, leading to gains of 6.61 dBi and 7.594 dBi in simulations and experiments, respectively. The proposed antenna was fabricated on a Rogers RT/Duroid 5880 substrate, and the reflection coefficient, radiation patterns, and gains were tested and compared using a computer simulator. The developed broadband antenna seems suitable for X-band applications.
본 논문에서는 UHF대역의 RFID 리더기용 원형편파 안테나를 설계 제작하였다. 그리고 설계 제작된 안테나의 성능분석을 통하여 Return Loss (S11)는 914 MHz에서 약 -45.529 dB로 상당히 적었으며, 안테나 이득은 약 6.09 dBi값을 얻었다. 또한 임피던스 매칭은 약 $50.48\;{\Omega}$이고, 사용 대역 중심 주파수인 911 MHz에서 축비는 1.2 dB로 설계되어 모든 RFID 리더기에 적용 가능함을 확인하였다. 따라서 RFID 리더기의 파라미터에서 가장 중요한 것 중 하나는 수신감도를 향상시켜서 원거리에서도 멀티태그를 인식하는데 있어서 원형편파 안테나의 이득을 높게 설계 제작함으로써 감도를 향상 시킬 것으로 기대 된다.
본 논문에서는 크로스 개구결합 급전 구조의 소형 GPS 단말기용 안테나를 소형화하기 위해 대칭적인 4개의 T-슬릿이 방사 패치에 부설되었다. 부설된 슬릿 주위에 표면 전류 경로의 증가는 등가적인 인덕턴스 성분을 유기하고 공진형 안테나의 저차 모드의 공진 주파수를 낮추어 안테나의 소형화 특성을 개선함을 확인하였다 슬릿 부설에 따른 공진 주파수는 2.545GHz에서 1.575GHz로 약 44.65%까지 감소시킬 수 있었으며, 안테나 소형화를 위해 부설된 슬릿이 원편파 기본 동작 모드에 미치는 영향을 법선 전기장 성분을 통해 확인하였다. 측정된 안테나의 임피던스 대역폭(VSWR≤2)과 3dB 축비 대역폭은 21MHz와 19MHz로 양호한 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 삼각형 패치와 서브 패치를 이용하여 국내 UHF RFID 대역에서 근거리장 영역과 원거리장 영역을 겸용하여 사용할 수 있는 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 FR-4 기판에 마이크로스트립 패치로 인쇄되어 대량생산이 용이한 평면 구조이며, UHF RFID 주파수 대역(912 MHz)에서 동작하도록 설계하였다. 삼각형 패치를 이용하여 정면방향에서 원형편파 특성을 가지고 동작하며 서브 패치를 삽입하여 근거리장 영역에서 강하고 균일한 수직 자계를 형성 할 수 있도록 하였다. 측정 결과 제작된 안테나는 개구면에서 3 cm 떨어진 근거리장 영역에서 -25 dBA/m 이상의 수직 자계를 형성하며, 정면방향 원거리장에서 AR<3 dB의 원형편파를 복사하며 6 dBi의 복사 이득을 보였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제14권3호
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pp.299-305
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2014
A wideband circularly polarized (CP) antenna with a single feed is proposed for use in global navigation satellite systems. Its primary radiation elements are composed of two orthogonal bowtie dipoles, which are equipped with double-printed vacant-quarter rings to allow direct matching of the antenna to a single $50-{\Omega}$ coaxial line and to produce CP radiation. The crossed bowtie dipole is appropriately incorporated with a planar metallic reflector to produce the desired unidirectional radiation pattern as well as to achieve a wideband characteristic in terms of impedance matching and axial ratio (AR) bandwidths. The designed antenna was fabricated and measured. The prototype antenna with an overall 1.2-GHz frequency size of $0.48{\lambda}_o{\times}0.48{\lambda}_o{\times}0.25{\lambda}_o$ produced a measured ${\mid}S_{11}{\mid}$<-10 dB bandwidth of 1.05-1.79 GHz and a measured 3-dB AR bandwidth of 1.12-1.64 GHz. It also showed right-hand CP radiation with a small gain variation (${\pm}0.3dB$) and high radiation efficiency (>93%) over the operational bandwidth.
본 논문은 위성 DMB 수신을 위하여 2단 저잡음 증폭기를 결합한 단일급전 원편파 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작된 안테나의 크기는 $40{\times}40{\times}15mm$로서 상대유전율이 2.2인 테플론 기판으로 제작하였다. 측정 된 안테나의 입력 반사손실(10 dB 대역폭)과 3dB 축비의 대역폭은 각각 22 MHz와 28 MHz로 양호한 특성을 나타내었다. 제작된 2단 LNA는 각각 이득이 27.5[dB], 잡음지수는 1.27[dB], 입력 반사손실은 -15.4[dB], 출력 반사손실은 -18.9[dB]인 값을 갖는다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과가 잘 일치하였다. 제안된 안테나 구조는 위성 DMB 단말기 수신안테나로 적용 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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