공기갭과 유전체 덮개층을 갖는 이방성 매질 위의 마이크로스트립 안테나의 공진 주파수에 대해 해석하였다. 이방성 매질의 구성관계식으로부터 파수영역에서의 다이애덕 그린 함수를 유도하였고 이 결과를 퓨리에 변환을 사용하여 공간에서의 전계 적분 방정식을 수식화차였다. 갈러킨 모멘트법을 사용하여 적분 방정식을 이산화하였으며 실제 전류 밀도와 가장 유사한 정현적 함수를 기저함수로 선택하였다. 수치해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 기존의 결과와 비교, 일치된 결과를 얻었으며 공기 갭의 두게, 패치 길이, 이방성 비의 변화에 따른 공진 주파수가 제시되고 분석되었다.
Rectangular microstrip antenna with parasitic element is analyzed. Radiation admittance and equivalent circuit parameters between rectangular microstrip antenna and parasitic element are obtained by using equivalent ${\pi}$-network parameters of the slit in the wall of the parallel plate waveguide filled with homogeneous dielectric. The return loss is calculated and measured as a function of frequency with gap width 0.5mm between the patch and parasitic element. The experimental results are in fairly agreement with calculated values.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제18권2호
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pp.101-107
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2018
The impedance bandwidth and radiation characteristics of an aperture-coupled microstrip line-fed patch antenna (ACMPA) with a high permittivity (${\varepsilon}_r=10$) feed substrate suitable for integration with a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) are investigated for various feed substrate thicknesses through an experiment and computer simulation. The impedance bandwidth of an ACMPA with a high permittivity feed substrate increases as the feed substrate thickness decreases. Furthermore, the front-to-back ratio of an ACMPA with a high permittivity feed substrate increases and the cross-polarization level decreases as the feed substrate thickness decreases. As the impedance bandwidth of an ACMPA with a high permittivity feed substrate increases and its radiation characteristics improve as the feed substrate thickness decreases, the ACMPA configuration becomes suitable for integration with an MMIC.
본 논문에서는 초소형 드론에 탑재가 가능하도록 소형화한 GPS 대역(L1 대역 중심 주파수 : 1.575 GHz) 안테나를 제안하였다. 소형화는 λ/4 마이크로스트립 안테나를 기저로 섭동법을 적용시키고, 패치 가장자리의 전류 길이를 길게 하는 개념으로 실현시켰다. 제안된 안테나는 10 mm × 9 mm × 10 mm(0.05 λ × 0.05 λ × 0.05 λ) 크기의 스티로폼(εr=1.06, 두께=10 mm) 표면에 장착 가능한 인쇄형으로 제작하였다. 임피던스 매칭을 위해 급전 선로의 두께 및 길이, 단락 스터브 간의 간격을 조절하였으며, 그 결과, 제작된 안테나는 중심주파수 1.575 GHz에서 S11은 -38.6 dB를 얻었으며, 방사 패턴 측정 결과, 0° 방향에서 xz-plane의 Eθ 성분 이득 1.87 dBi, yz-plane의 Eθ 성분 이득 -1.7 dBi의 특성을 얻었다. 결과적으로, λ/2 마이크로스트립 패치 안테나와 비교하여 98.8 %의 체적 축소율을 확보함으로써, 초소형 드론에 탑재가 가능한 GPS 안테나로써 활용이 가능함을 제시하였다.
패치와 접지면 사이에 삽입된 핀 배열을 가지는 패치안테나 (핀 배열 패치안테나)를 제작하고 특성을 측정하였다. 핀 배열 패치안테나가 일반적인 패치 안테나와 비교하여 E-평면의 수평방향으로 방사는 약 10 dB 이상 억제되고 H-평면의 수평방향으로 방사도 약 4 dB 이상 억제됨을 볼 수 있었다. 또한 전방으로의 방사는 증가하고 후방으로의 방사는 감소하여 안테나의 지향성이 향상됨을 볼 수 있었다. Half-power beamwidth가 E-평면 과 H-평면 모두에서 대폭 작아져 방사패턴 특성이 향상됨을 볼 수 있었다. 핀 배열 패치안테나에 삽입하는 핀 반경을 증가시키면 공진 주파수가 증가함을 볼 수 있었다. 또한 기판의 특성에 따라 수평방향으로의 방사억제 효과가 최대가 되는 최적 핀 반경 값이 존재함을 볼 수 있었다.
In this paper, the microstrip phased array antennas with coupling-slots for the base station of mobile communication is proposed and anlyzed with accurate analysis method which is based on both reciprocity principle and full-wave analysis. The basis functions used for the numerical analysis are determined depending upon the accuracy, convergence properties of the solution, and the computation time. The patch uses 3 EB mode and the slot uses IPWS mode. The designed phased array antenna has 8 slot-coupled microstrip patch array elements and the beam scanning capability is obtained by using the 4-bit PIN-diode phase shifters as switching devices which are consisted of the loaded line phase shifters for 30.deg. and 60.deg. and the reflection type phase shifters for 90.deg. and 180.deg. repectively. The 4-bits phase shifters which aremade by connecting each phase shifter have about 2.deg.-3.deg. phase errors and their insertion loss are about 3dB for each phase state. The fabricated 8-element phased array antenna with 4-bits phase shifters provides 12.deg.-14.deg. beamwidths depending on the scanning angle and is capable of scanning its beam to .+-.45.deg. with 9.deg. intervals, and the gain 12dBi. The overall results show that the slot-coupled phased array antenna has great advantages of wideband, high gain and reduced spurious radiation. Also, the antenna can be made small and thin. Furthermore, the scanning property of this antenna allows for its application in several areas, such as mobile communication system and PCS.
본 논문에서는 이중 원형 편파 특성을 갖는 소형 마이크로스트립 능동 안테나에 대해 기술하였다. 제안된 안테나는 좌수원형편파와 우수원형편파를 선택하여 수신할 수 있는 다이버시티 기능을 갖는다. 방사체용 마이크로 스트립 패치의 내부에 정사각형 빈 공간을 두어 소형화를 시켰으며 급전선로 주변에 슬롯을 위치시켜 임피던스 정합이 용이하게 하였다. 정사각형 빈 공간에는 스위치와 증폭기 회로들이 설계되었으며 이를 통해 편파 모드 선택과 안테나 이득을 증가시켰다. 제안된 안테나는 GPS 에 적용하였으며 임피던스 대역폭을 만족한다. 제작된 안테나는 우수원형편파 동작 시, 3dB 축비 대역폭은 약 50MHz, 3dB 빔 각도는 90도, 13dBi 의 안테나 이득이 측정되었다. 또한 좌수원형편파 동작 시, 3dB 축비 대역폭은 약 50MHz, 3dB 빔 각도는 84도, 약 12dBi 의 안테나 이득이 측정되었다.
본 논문에서는 균일한 유전체로 채워져 있고 윗면에 슬릿이 있는 평행평판 도파로의 ${\pi}-$ 등가회로로 부터 구형 마이크로스트립 안테나의 복사 컨덕턴스와 서셉턴스를 동시에 구하는 새로운 방법을 제시하였다. 계산된 결과를 기존의 이론치와 비교하였다. 또한 등가전송선로를 이용하여 반사손실(return loss) 및 공진주파수를 계산하여 실험치와 비교한 결과 양호한 특성을 얻었다.
위성을 이용한 양방향 멀티미디어 통신용 이동 안테나 시스템에서, 이동 환경 조건하에 국제적인 안테나 패턴 규격을 만족하는 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 이동 안테나 시스템에서 적용된 배열 안테나는 소파 구조로, 유전자 알고리즘을 이용하여 최적의 저부엽 특성을 갖는 비균등 간격으로 부배열 안테나의 위치를 설정하였다. 부배열 안테나는 송수신 겸용의 3중 적층구조 마이크로스트립 패치 안테나로, 안테나 이득 및 대역폭 특성을 개선하였다. 본 논문에서는 설계된 부배열 안테나 및 유전자 알고리즘이 적용된 부배열 간의 간격 특성과 제작된 부배열 안테나 및 이동 안테나 시스템을 통해 결과를 살펴보았다.
Kim, Seong-Ho;Yook, Jong-Gwan;Cho, Sung-Ho;Jang, Byung-Jun
Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권3호
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pp.183-185
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2010
A 2.4 GHz dual-polarized antenna for a Doppler radar is studied. The proposed dual-polarized antenna using a stacked annular ring patch with two co-centric gap-coupled feed lines and a $90^{\circ}$ hybrid exhibits fairly good performance of 22 dB isolation at a center frequency of 2.4 GHz. Using a $90^{\circ}$ hybrid, a right-handed circular polarization for the transmitter and a left-handed circular polarization for the receiver are implemented. The gain of the designed antenna is about 0 dBi over operating frequencies. The antenna size including a ground plane is only $40{\times}40\;mm^2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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