• 제목/요약/키워드: Finite grounded dielectric substrate

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Radiation Characteristics of a Probe-Fed Microstrip Patch Antenna on a Finite Grounded High Permittivity Substrate

  • Kwak, Eun-Hyuk;Yoon, Young-Min;Kim, Boo-Gyoun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.1738-1745
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    • 2015
  • Radiation characteristics of a probe-fed rectangular microstrip patch antenna printed on a finite grounded high permittivity substrate are investigated systematically for various square grounded dielectric substrate sizes with several thicknesses and dielectric constants by experiment and full wave simulation. The effect of the substrate size on the radiation characteristics of a rectangular patch antenna is mainly determined by the effective dielectric constant of surface waves on a grounded dielectric substrate. As the effective dielectric constant of surface waves increases, the substrate sizes for the maximum broadside gain and the required onset for a large magnitude of squint angle decrease, while the variations of the broadside gain, the front-to-back ratio, and the magnitude of squint angle versus the substrate size increase due to the increase of the power of the surface wave.

유한한 기판 크기가 E-평면상에 배열된 두 개의 패치안테나간의 상호결합에 미치는 영향 (Effect of a Finite Substrate on the Mutual Coupling of a Pair of Microstrip Patch Antennas Positioned along the E-plane)

  • 김태영;김군수;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권6호
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    • pp.26-34
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    • 2010
  • 기판 크기가 유한하면 두 패치안테나간의 상호결합은 기판 가장자리에서 회절되어 들어오는 표면파에 의해 영향을 받는다. 상호결합이 최소가 되는 패치안테나 중심과 기판 가장자리까지의 거리는 접지된 기판의 유효 유전상수에 의해 결정됨을 알 수 있었다. 상호결합이 최소화되는 기판 크기는 이미지 방법을 사용하여 쉽게 계산 할 수 있다. 이미지 방법으로 계산한 최적화된 기판 크기와 전산모의 결과로 얻어진 최적화된 기판 크기가 잘 일치하였다.

Estimation of the Substrate Size with Minimum Mutual Coupling of a Linear Microstrip Patch Antenna Array Positioned Along the H-Plane

  • Kwak, Eun-Hyuk;Yoon, Young-Min;Kim, Boo-Gyoun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권1호
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    • pp.320-324
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    • 2015
  • Mutual coupling between antenna elements of a linear microstrip patch antenna array positioned along the H-plane including the effect of edge reflections is investigated. Simple formulas are presented for the estimation of the grounded dielectric substrate size with minimum mutual coupling. The substrate sizes calculated by these formulas are in good agreement with those obtained by the full-wave simulation and experimental measurement. The substrate size with minimum mutual coupling is a function of the effective dielectric constant for surface waves and the distance between the antenna centers. The substrate size with minimum mutual coupling decreases as the effective dielectric constant for surface waves on a finite grounded dielectric substrate increases.

실리콘에 기초한 새로운 크로스바 구조의 손실있는 대칭 결합선로에 대한 유한차분법을 이용한 해석 (Analysis of Symmetric Coupled Line with New Crossbar Embedded on Si-based Lossy Structure using the FDTD Method)

  • Kim, Yoonsuk
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.122-129
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    • 2001
  • A characterization procedure for analyzing symmetric coupled MIS(Metal-Insulator-Semiconductor) transmission line is used the same procedure as a general single layer symmetric coupled line with perfect dielectric substrate from the extraction of the characteristic impedance and propagation constant for even- and odd-mode. In this paper, an analysis for a new substrate shielding symmetric coupled MIS structure consisting of grounded crossbar at the interface between Si and SiO2 layer using the Finite- Difference Time-Domain(FDTD) method is presented. In order to reduce the substrate effects on the transmission line characteristics, a shielding structure consisting of grounded crossbar lines over time-domain signal has been examined. Symmetric coupled MIS transmission line parameters for even- and odd-mode are investigated as the functions of frequency, and the extracted distributed frequency- dependent transmission line parameters and corresponding equivalent circuit parameters as well as quality factor for the new MIS crossbar embedded structure are also presented. It is shown that the quality factor of the symmetric coupled transmission line can be improved without significant change in the characteristic impedance and effective dielectric constant.

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유한한 기판 크기가 H-평면 선형 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향 (Effect of Finite Substrate Size on the Radiation Characteristics of H-plane Linear Array Antennas)

  • 윤영민;김부균
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권5호
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    • pp.39-49
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    • 2013
  • 유한한 기판 크기가 H-평면 마이크로스트립 선형 위상 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 서로 다른 유전상수를 가지는 기판을 이용하여 여러 가지 안테나 소자 간 간격과 기판 크기를 가지는 5 소자 H-평면 선형 배열 안테나의 빔 주사각도에 따른 방사 특성을 살펴보았다. H-평면 선형 배열 안테나의 방사 특성이 향상되는 단위 안테나의 중심에서 E-평면 기판 가장자리까지의 거리를 도출하였다.

다양한 매질내의 손실특성 개선을 위한 크로스바 구조의 대칭 결합선로에 대한 해석 (Analysis of Symmetric Coupled Line with Crossbar Embedded Structure for Improved Attenuation Characteristics on the Various Lossy Media)

  • 김윤석
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권8호
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    • pp.61-67
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    • 2010
  • 일반적으로 MIS(도체-부도체-반도체)의 다층 구조로 이루어진 대칭 결합선로에 대한 해석 절차는 모드(even and odd) 해석에 기초한 특성임피던스와 전파상수를 추출함으로서 단층의 결합선로 해석 절차와 동일하다. 본 논문에서는 손실매질의 다층구조로 이루어진 마이크로 스트립선로의 손실특성의 개선을 위한 새로운 구조를 제안한다. MIS 구조로 된 전송선로의 Si와 SiO2층 사이에 0전위를 가진 도체를 일정한 간격의 주기적인 배열로 고안된 새로운 모델의 MIS구조에 대한 유한차분법을 이용한 해석방법이 사용된다. 특히 전송선로에 대한 유전체의 영향을 줄이기 위하여 0전위를 가진 주기적인 결합의 도체로 이루어진 구조가 시간영역의 신호를 통해 시험된다. 다양한 손실률을 가진 불완전 유전체에 따른 주파수 의존적인 추출된 전송선로 파라미터와 등가회로 파라미터가 주파수 함수로서 나타내진다. 특히 본 논문에서 제안한 새로운 구조의 불완전 유전체에 대한 전송선로 파라미터가 주파수 함수로 구해진다.

유한한 기판 크기가 2소자 E-평면 선형 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향 (Effect of a Finite Substrate Size on the Radiation Characteristics of Two-Element Linear E-plane Array Antennas)

  • 윤영민;김부균
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권12호
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    • pp.95-110
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    • 2012
  • 유한한 기판 크기가 2 소자 E-평면 마이크로스트립 패치 선형 위상 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 서로 다른 유전상수를 가지는 기판을 이용하여 2 소자 E-평면 배열 안테나의 기판 크기에 따른 평균 능동소자패턴 특성을 분석하고 빔 주사각도에 따른 배열 안테나의 방사패턴 특성을 분석하였다. 전산모의 실험 결과 E-평면상에 배열된 2 소자 배열안테나의 방사패턴은 주로 E-평면 기판 가장자리에서 회절되어 방사되는 필드에 의해 결정되며 안테나 소자 간 상호 결합으로 인한 기생 방사가 배열 안테나의 방사패턴에 미치는 영향은 상대적으로 작게 나타났다. 안테나 소자 중심에서 E-평면 방향 기판 가장자리까지의 거리가 $0.35{\lambda}_0$ 일 때 배열 안테나의 방사패턴 특성이 가장 향상되었다.

다양한 손실매질내의 손실특성 개선을 위한 새로운 크로스바 구조의 해석 (Analysis of A New Crossbar Embedded Structure for Improved Attenuation Characteristics on the Various Lossy Media)

  • 김윤석
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권12호
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    • pp.83-88
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    • 2006
  • 본 논문에서는 일반적인 손실매질의 다층구조로 이루어진 마이크로 스트립선로의 손실특성의 개선을 위한 새로운 구조를 제안한다. MIS(도체-부도체-반도체) 구조로 된 전송선로를 해석하기 위하여 기본적으로 특성임피던스와 전파상수의 추출에 기초한 일반적인 특성화 절차가 사용되고, Si와 SiO2층 사이에 0전위를 가진 도체를 일정한 간격의 주기적인 배열로 고안된 새로운 모델의 MIS구조에 대한 유한차분법을 이용한 해석방법이 사용된다. 특히 전송선로에 대한 유전체의 영향을 줄이기 위하여 0전위를 가진 주기적인 결합의 도체로 이루어진 구조가 시간영역의 신호를 통해 시험된다. 다양한 손실률을 가진 불완전 유전체에 따른 전압 및 전류의 크기뿐만 아니라 주파수 의존적인 추출된 전송선로 파라미터와 등가회로 파라미터가 주파수 함수로서 나타내진다. 특히 본 논문에서 제안한 새로운 구조의 불완전 유전체에 대한 전송선로 파라미터가 주파수 함수로 구해진다.

손실있는 실리콘 반도체위에 제작된 전송선로의 유한차분법을 이용한 해석 (Analysis of a transmission line on Si-based lossy structure using Finite-Difference Time-Domain(FDTD) method)

  • 김윤석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권9B호
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    • pp.1527-1533
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    • 2000
  • MIS(도체-부도체-반도체) 구조로된 전송선로를 해석하기 위하여 기본적으로 특성임피던스와 전파상수의 추출에 기초한 일반적인 특성화 절차가 사용된다. 본논문에서는 Si와 Si02층 사이에 0전위를 가진 도체를 일정한 간격의 주기적인 배열로 고안된 새로운 모델의 MIS구조에 대한 유한차분법을 이용한 해석방법을 제안한다. 특히 전송선로에 대한 유전체의 영향을 줄이기 위하여 0전위를 가진 주기적인 결합의 도체로 이루어진 구조가 시간영역의 신호를 통해 시험된다. Quality factor 뿐만아니라 주파수 의존적인 추출된 전송선로 파라미터와 등가회로 파라미터가 주파수 및 0전위 도체 간격의 함수로서 나타내진다. 특히 전송선로의 Quality factor가 특성임피던스 및 유효유전 상수의 큰 변화없이 개선될수 있음을 볼 수 있다.

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특정 손실 매질위의 다중 결합선로에 대한 손실특성 개선 (Improvement of Attenuation Characteristics for Multiple Coupled Line Structure on the Specific Lossy Media)

  • 김윤석;김민수
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권12호
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    • pp.35-41
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    • 2011
  • 본 논문에서는 손실매질의 다층구조로 이루어진 마이크로 스트립선로의 손실특성의 개선을 위한 새로운 구조를 제안한다. MIS 구조로 된 전송선로의 Si와 SiO2층 사이에 0전위를 가진 도체를 일정한 간격의 주기적인 배열로 고안된 새로운 모델의 MIS구조에 대한 유한차분법을 이용한 해석방법이 사용된다. 특히 전송선로에 대한 유전체의 영향을 줄이기 위하여 0전위를 가진 주기적인 결합의 도체로 이루어진 구조가 시간영역의 신호를 통해 시험된다. 다양한 0전위 도체의 간격(갭)에 따른 주파수 의존적인 추출된 전송선로 파라미터와 등가회로 파라미터가 주파수 함수로서 나타내진다. 또한 본 논문에서 고안된 구조에 대해 특성임피던스와 유효유전상수의 큰 변화 없이 대칭 결합선로의 quality factor가 개선됨을 볼 수 있다.