패치 안테나 주위에 mushroom 형태를 가지는 EBG 구조를 길이 방향, 폭 방향과 모든 방향으로 집적한 경우 구조 파라미터에 따른 패치 안테나의 방사 특성을 연구하였다. EBG 구조가 길이 방향을 따라 집적된 경우가 가장 방사 특성이 좋음을 볼 수 있었다. EBG 패치 edge에서 패치 안테나의 피드까지의 거리가 같은 경우가 패치 안테나의 중심까지의 거리가 같은 경우와 비교하여 E-평면 방사패턴이 대칭적이고 전방방사 크기가 커지고 후방방사 크기가 작아짐을 볼 수 있었다. 사용하는 EBG 구조의 주기 수가 4주기 이상이 되게 되면 방사특성 변화는 거의 발생하지 않음을 볼 수 있었다.
본 논문에서는 Metamaterial CRLH 구조 기반의 0차 공진현상이 발생되는 새로운 직각 패치 안테나가 제안된다. 일반 마이크로스트립 패치 구조의 기본 공진 모드인 반파장 공진이나 반파장 공진의 양의 정수배가 아닌 구조 전체에 전계가 같은 위상을 갖게 하면서, 기존에 발표된 다수의 금속 쎌들이 일렬 연결된 1차원 0차 공진 안테나의 구조와 달리 금속 패치 주위에 하나의 용량성 결합 직각 링만을 부착하는 구조를 제안하는 것이다. 2.4 GHz에서 0차 공진 특성을 갖도록 설계된 등가회로에 따른 물리 구조의 치수들이 입력된 3차원 전자장 분석기에서 안테나의 성능에 대한 모의시험을 수행한다. 설계 결과 2.4 GHz에서 공진점을, 그리고 이득과 효율은 각각 5 dB와 98%를 얻었다. 또한 본 논문이 제안하는 안테나가 마이크로스트립 패치 안테나의 장점인 low-profile과 모노폴 안테나의 장점인 전방향 패턴을 동시에 가지는 특징이 논의된다.
본 논문에서는 UMTS Tx 대역(1.92~1.98 GHz)과 Rx 대역(2.11~2.17 GHz)에서 동작하는 이중 대역 E 슬롯 마이크로스트립 패치 안테나 사이의 격리도 향상을 위한 EBG 구조를 제안하였다. 제안된 EBG 구조는 이중 대역에서 두 안테나 사이의 격리도를 향상시키기 위하여 서로 다른 크기의 변형된 버섯 모양(mushroom-type) 구조로 단위 셀들을 배열하였다. 제안된 구조는 패치 안테나와 접지 면을 공유하지 않으며, 설계되어진 단위 셀의 크기는 각각 $15.6mm{\times}4mm$, $17.4mm{\times}4mm$이다. 제안된 안테나의 전체 크기는 $210.5mm{\times}117mm$이고, FR-4(비유전율=4.6, 기판 두께= 3.93 mm) 기판 상에 설계되어졌다. 제작된 안테나의 측정 결과, 제안된 EBG 구조의 사용으로 UMTS Tx 대역과 Rx 대역에서 각각 9 dB, 12 dB의 격리도 향상을 나타내었다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제5권3호
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pp.204-209
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2005
A small size broadband microstrip patch antenna with small ground plane has been fabricated using MEMS. Multiple layer substrates are used to realize small size and broadband characteristics. The microstrip patch is divided into 3 pieces and each patch is connected to each other using a metal microstrip line. The fabrication process is simple and only one mask is needed. Two types of microtrip antennas are fabricated. Type A is the micros trip antenna with metal lines and type B is the microstrip antenna without metal lines. The size of proposed microstip antenna is $8^{*}12^{*}2mm^{3}$ and the experimental results show that the antenna type A and type B have the bandwidth of 420 MHz at 5.3 GHz and 480 MHz at 5.66 GHz, respectively.
A small size broadband microstrip patch antenna with small ground plane has been fabricated using MEMS. Multiple layer of high and low dielectric substrates are used to realize small size and broadband characteristics. The microstrip patch is divided into 4 pieces and each patch is connected to each other using a metal microstrip line. The fabrication process is very simple and only one mask is needed. Two types of microtrip antennas are fabricated. Type A is the microstrip antenna with metal lines and type B is the microstrip antenna without metal lines. The size of proposed microstip antenna is $8*12*2mm^3$ and the experimental results show that the antenna type A and type B have the bandwidth of 420MHz at 5.3 GHz and 480MHz at 5.66 GHz, respectively.
A technique is investigated for achieving broadband properties by controlling the operation frequency of microstrip antennas. The control is achieved by applying DC and AC bias to the microstrip antenna. Air gap antenna with pzt post and microstrip antenna with simple rectangular patch on the $LiNbO_3$ substrate were fabricated. In the case of Air gap antenna, the variation of operating frequency was 11Mhz and $LiNbO_3$ antennas was 11Mhz. Also, frequency scanning was achieved by appling AC bias.
많은 무선통신 응용 시스템에서 다양한 종류의 마이크로스트립 안테나들이 사용되고 있다. 본 논문에서는 이중급전된 광대역 적층형 마이크로스트립 패치 안테나의 설계 방법을 연구하였다. 임피던스 대역폭을 개선하기 위하여 주 방사패치 및 기생패치의 크기, 패치 간 거리, 인셋 급전의 길이 등을 조정하였다. 시뮬레이션을 통해 2.3-2.7 GHz 대역의 안테나를 설계하고 반사손실, 이득, 방사패턴 등의 안테나 특성을 확인하였다.
여러 가지 기판 두께에서 동작 주파수를 일정하게 유지하면서 좋은 방사 특성을 가지는 핀 배열을 가지는 패치 안테나에 대해 연구하였다. 수평방향으로의 방사를 최대로 억제시키는 핀 배열 패치 안테나의 패치 길이가 기판 두께가 증가함에 따라 작아짐을 볼 수 있었다. 핀 배열 패치 안테나는 기본 패치 안테나보다 수평방향으로의 방사가 크게 억제되고 전방방사 이득이 증가하며 후방방사는 감소함을 볼 수 있다. 또한 핀 배열 패치 안테나의 E-plane 방사 패턴의 Half-power beamwidth가 기본 패치 안테나보다 작아져 안테나의 지향성이 향상됨을 볼 수 있다.
본 논문에서는 WLAN 대역과 WiMax 대역에서 통신을 가능하게 하기 위한 다중대역 프랙탈 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 다중공진을 위해 공진주파수, 임피던스정합, 극성 및 방사패턴을 훌륭히 제어할 수 있으며 다중 독립 주파수를 만족시키기 위한 세 개의 반원의 프랙탈 패치를 삽입하였다. 제안된 구조는 반원의 프랙탈 구조가 연속적으로 이루어져 있는 형태의 안테나로써 하나의 반원이 하나의 대역을 나타내고 있다.
In this paper, the characteristics of Koch island microstrip patch antenna are investigated by numerical and experimental methods. The Koch patch is fractal shaped antenna which can be characterized by two properties such as space-filling and self-similarity. Due to its space-filling property of fractal structure, the proposed Koch fractal patch antennas are smaller in size than that of conventional square patch antenna. From numerical and experimental results, it is found that as the iteration number and iteration factor of Koch patch increase, its resonance frequency becomes lower than that of conventional patch, thus contributes to antenna size reduction. In particular, when the fractal iteration factor is 1/4, the fractal antenna is 45% smaller in size than that of conventional patch, while maintaining radiation patterns comparable to those of rectangular antenna and cross polarization level is about -20~-14 dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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