• 제목/요약/키워드: Finite grounded 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.

Inductor Loaded 패치안테나를 이용한 2 소자 배열 안테나의 상호결합 특성 (Mutual Coupling Characteristics of a 2-element Array Antenna using Inductor Loaded Patch Antennas)

  • 김군수;김태영;윤영민;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권4호
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    • pp.92-99
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    • 2011
  • Inductor loaded 패치안테나를 이용한 2 소자 배열 안테나의 기판 크기에 따른 상호결합 특성에 대하여 연구하였다. Inductor loaded 패치안테나를 각각 E-평면과 H-평면상에 배열하여 상호결합 특성을 비교하였다. Inductor loaded 패치안테나를 이용한 배열 안테나는 배열 방향에 상관없이 두 안테나 소자 간의 상호결합 크기가 매우 작았고 상호결합이 작게 발생하는 패치안테나의 중심과 E-평면방향의 기판 가장자리까지의 거리가 유사한 값을 가짐을 알 수 있었다.

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.

유한한 기판 크기가 E-평면으로 배열된 선형 위상 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향 (Effect of a Finite Substrate on the Radiation Characteristics of a Linear Phased Array Antenna Positioned along the E-plane)

  • 김태영;김군수;윤영민;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권5호
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    • pp.46-53
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    • 2011
  • 유한한 기판크기가 E-평면으로 배열된 선형 위상 배열 안테나의 방사 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 여러 가지 기판 크기에 따른 active reflection coefficient 와 average active element pattern 으로부터 선형 배열안테나의 방사특성을 예측하였다. E-평면과 만나는 기판 가장자리까지의 거리 변화가 H-평면과 만나는 기판 가장자리까지의 거리 변화에 비해 위상 배열 안테나의 방사 패턴 특성에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있었다.

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 정사각형 기판을 가지는 마이크로스트립 패치 안테나의 방사 특성 (Radiation Characteristics of Microstrip Patch Antennas with a Finite Grounded Square Substrate)

  • 김태영;박재우;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권6호
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    • pp.118-127
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    • 2009
  • 정사각형 기판의 크기가 패치 안테나의 방사 특성에 미치는 영향을 연구하기 위하여 마이크로스트립 패치 안테나를 제작하고 측정한 결과를 전산모의한 결과와 비교하였다. 전산모의한 방사 특성 결과와 측정한 방사 특성 결과가 잘 일치함을 볼 수 있었다. 기판의 크기가 패치 안테나의 공진 주파수와 대역폭에 미치는 영향은 작으나 방사패턴에 미치는 영향은 매우 큼을 볼 수 있었다. 기판 두께가 증가할수록 표면파의 발생이 증가하여 기판 크기에 따른 전방 방사 이득 변화 폭, 최대 방사가 일어나는 각도의 변화 폭과 방사패턴의 변화가 크게 발생한다. 기판 두께에 관계없이 기판 크기가 $0.8\;{\lambda}_0$ 일 때 전방방사 이득이 크고 전방방사와 후방방사 이득의 차이도 매우 크다.

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

  • 김군수;김태영;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권10호
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    • pp.67-73
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    • 2010
  • 유한한 기판 크기가 H-평면상에 배열된 두 개의 패치안테나간의 상호결합 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 표면파의 여러 가지 이동경로에 따른 위상차에 의한 간섭 효과를 이용하여 표면파를 서로 상쇄시켜 상호결합을 작게 할 수 있다. 유전상수가 10 이고 기판 두께가 3.2 mm 인 경우 패치안테나 중심 간의 거리가 0.5 $_0$에서 1.0 $\lambda_0$로 두 배 증가할 때, 상호 결합이 큰 기판 크기에서는 상호결합이 4.85 dB 감소하나 최적화된 기판 크기에서는 상호결합이 34.28 dB 감소한다. 최적화된 기판 크기에서 패치안테나 중심 간의 거리 증가에 따른 상호결합 감소율이 매우 큼을 볼 수 있었다. 이미지 방법으로 계산한 최적화된 기판 크기와 전산모의 결과로 얻어진 최적화된 기판 크기가 잘 일치하였다.

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.