• ETRI Journal
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• 제25권5호
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• pp.407-411
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• 2003

A dielectric superstrate layer above a microstrip patch antenna has remarkable effects on its gain and resonant characteristics. This paper experimentally investigates the effect of a superstrate layer for high gain on microstrip patch antennas. We measured the gain of antennas with and without a superstrate and found that the gain of a single patch with a superstrate was enhanced by about 4 dBi over the one without a superstrate at 12 GHz. The impedance bandwidths of a single patch with and without a superstrate for VSWR < 2 were above 11%. The designed $2{\times}8$ array antenna using a superstrate had a high gain of over 22.5 dB and a wide impedance bandwidth of over 17%.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.885-888
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• 1999

Radiation characteristics of axial elementary current source on the cylindrical bianisotropic substrateloaded with bianisotropic superstrate layer are presented. The effects of bianisotropic superstrate cover on the radiation problems of a microstrip antenna are studied. This investigation is performed by using the Green function formulation in the spectral domain. Numerical results for the radiation pattern of the bianisotropic superstrate-loaded microstrip antenna is analyzed.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.195-198
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• 1999

Complex resonant frequency of on a uniaxial substrate with a superstrate-loaded microstrip structure is investigate. The study is performed by Galerkin’s method. The numerical convergence using sinusoidal basis function. Numerical results for the effects of anisotropy in the substrate, superstrate permittivity, in the complex resonant frequency of the rectangular microstrip structure are also presented. Half-power bandwidth are increased due to the positive uniaxial an isotropy and superstrate.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.648-658
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• 2006

본 논문에서는 하나의 유전체 층으로 이중 대역 지향성을 증가시킬 수 있는 박판 frequency selective surface (FSS) superstrate를 제안하고 이의 설계 방법을 소개하였다. 제안하는 박판 FSS superstrate는 동일한 주기의 두 FSS 어레이가 하나의 유전층 위 아래로 존재하고, 두 FSS 어레이의 위치에 offset 을 주어 이중 대역 지향성 향상을 위한 기존의 FSS superstrate가 가지는 문제점을 제거하였다. 단위 셀 시뮬레이션을 이용하여 다양한 파라미터의 변화에 따른 특성을 분석하고, 이를 이용하여 제안하는 superstrate의 설계 방법을 제시하였다. 3 가지 다른 quality factor를 가지는 단위 셀과 이를 이용한 복합 안테나의 특성을 비교하여 두 대역에서의 지향성 향상 정도를 유사하게 하는 단위 셀의 quality factor 값을 제시하였다. 이와 함께 효율적으로 지향성을 향상시킬 수 있는 최적의 FSS 어레이 크기를 제시하였다. 제안한 박판 FSS superstrate를 이용한 안테나 복합체를 제작하였으며, 측정된 결과는 시뮬레이션 된 결과와 매우 잘 일치한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2427-2433
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• 2015

무선 LAN 대역에서 동작하는 이중 적층 상부덮개를 적용한 고이득 원형편파 패치 안테나를 제안한다. 상부덮개는 단위 셀을 주기적으로 배열하는 구조를 갖고, 패치안테나 위에 일정한 높이의 공기층을 두고 배치된다. 제안된 안테나는 최대 9.59dBi의 안테나 이득을 얻을 수 있는데 이는 패치안테나만 있는 경우에 비해 6.48dB 향상된 결과이다. 또한, 제안된 안테나는 높은 안테나 이득을 유지하면서 3dB 이하의 낮은 축비를 갖는데 이는 패치안테나의 원형 편파 특성이 잘 유지됨을 의미한다. $4{\times}4$ 배열구조를 갖는 상부덮개와 패치안테나 간의 공기층 높이는 25mm에서 최적이고, 이는 2.45GHz 주파수에서 대략 $0.2{\lambda}$에 해당된다. 결과적으로 상부덮개를 이중으로 적층함으로써 유효 개구면 크기가 증가되고, 이에 따라 패치안테나의 이득이 향상됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.202-209
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• 2014

본 논문에서는 원형편파 패치안테나에 상부덮개를 여러 층으로 적층함으로써 안테나 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 지금까지 원형편파 패치안테나를 설계하기 위해서는 주로 단층의 상부덮개를 적용하거나, 여러 층으로 구성된 하나의 상부덮개를 적용하였고, 성능 분석시 안테나 축비를 거의 고려하지 않았다. 먼저, 상부덮개와 패치안테나 간의 공기층 높이에 의한 중심주파수의 변화를 분석하였다. 공기층 높이가 적을 때는 중심주파수가 낮은 쪽으로 천이하였고, $005{\lambda}_0$의 공기층 높이에서는 주파수 천이가 거의 없었다. 다음은 최적의 공기층 높이를 적용하여 상부덮개의 층수를 증가하면서 안테나 성능을 분석하였다. 상부덮개의 층수가 증가하면서 안테나 이득은 비례적으로 증가하지만, 안테나 축비는 점차적으로 악화되었다. 또한, 상부덮개의 유전체 두께가 증가할수록 안테나 이득은 증가하지만 안테나 축비는 급격히 악화되었다. 결과적으로 안테나 축비를 3dB 이내로 유지하면서 상부덮개의 층수를 확장하여 다양한 이득을 얻을 수 있는 안테나 설계가 가능함을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권3호
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• pp.86-91
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• 2010

In this paper, a double-layered frequency selective surface(FSS) superstrate was built and tested. The unit cell of the proposed FSS consists of a ring slot and a dipole-shaped structure and shows a complementary frequency response. Each unit cell is printed on two sides of a substrate. By using these double-layered structures, the first resonant frequency of the pass-band can be lowered. As a result, the size of the unit cell is minimized and the spacing between the other cells is reduced. The proposed FSS-dipole composite antenna is designed for the gain enhancement of wide-band code division multiple access(WCDMA) frequency bands(1.92~2.17 GHz) with a low quality factor(Q=0.17). To verify the gain enhancement performance of the FSS, an FSS-dipole composite antenna was created. Although the FSS layer enhances the gain of the primary radiation source of the dipole antenna, the FSS-dipole complex antenna cannot show a uniform gain over the entire desired frequency band. The experimental results show a gain enhancement of 3 dBi with an FSS superstrate in the WCDMA frequency band.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.91-99
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• 2001

공기 갭을 갖는 이방성 매질의 기판과 덮개층 구조에서 사각 마이크로스트립 안테나 공진 주파수의 파수 영역에 대해 해석하였다. 일축성 매질의 특성을 나타내는 텐서의 구성 관계식으로부터 파수영역에서의 다이애딕 그린 함수를 유도하였으며 이 결과를 푸리에 변환을 사용하여 공간에서의 전계 적분 방정식으로 수식화하였다. 캘러킨 모멘트법을 사용하여 적분 방정식을 이산화하였으며 기저함수로는 정현적 함수를 선택하였다. 수치해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 기존의 결과와 비교, 일치된 결과를 얻었으며 공기 갭의 두께, 패치 길이 그리고 덮개층의 비유전율과 이방성 덮개층의 이방성 비의 변화에 따른 공진 주파수의 변화가 제시되고 분석되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.32-42
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• 2003

본 논문에서는 이방성 매질의 덮개층과 기판을 갖는 사각 마이크로스트립 패치 안테나의 방사패턴을 full-wave approach와 모멘트 계산법을 이용하여 연구하였다. 이방성 매질내의 구성관계식을 통하여 제안된 구조에서의 파수영역 다이애딕 그린 함수를 유도하였으며 이 결과로부터 전계 적분 방정식을 수식화하였다. 갤러킨 모멘트법을 사용하여 전계 적분 방정식을 이산화 하여 전류밀도의 계수를 구한 후에 구좌표계의 원거리 전계는 고정 위상법(stationary phase method)을 이용하여 얻을 수 있다. 전사모의 실험 결과의 타당성을 검증하기 위해서 기존의 결과와 비교하여 일치된 결과를 얻었으며 이방성 덮개층의 두께 변화 그리고 기판과 덮개층의 이방성 비에 따른 방사패턴이 제시되고 분석되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1367-1374
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• 2008

음의 유전율 및 투자율을 갖도록 고안된 메타 물질을 안테나 상부 덮개(superstrate)로 사용한 와이브로(Wibro: wireless broadband internet) 기지국용 고 이득 Fabry-$P{\acute{e}}rot$ 공진기 안테나를 제안한다. 안테나의 상부 덮개로 사용된 새로운 메타 물질은 기존의 PCB 기술로 쉽게 제작 가능하도록 평판형으로 설계되었으며, 와이브로 서비스 주파수 대역 근방에서 음의 굴절률 및 '1'보다 작은 저 굴절률 값을 갖는다. 안테나의 이득 증대 효과를 유효매질 관점에서 추출된 메타 물질의 저 굴절률 특성과 Fabry-$P{\acute{e}}rot$ 공진기의 공진 조건이라는 두 가지 측면에서 분석하였다. 단일 정사각형 패치 안테나가 공진기 내부의 신호 피더로 사용되었으며, Fabry-$P{\acute{e}}rot$ 공진 조건을 충족시키기 위해 피더와 메타 물질 상부 덮개 사이의 이격 거리는 유전체 층을 포함한 접지면의 반사 위상과 메타 물질 상부 덮개의 반사 위상을 함께 고려하여 설정하였다. 시뮬레이션을 통한 예측 특성과 실험 결과가 잘 일치하였으며, 이를 통하여 본 논문에서 제시한 설계 방법이 타당함을 입증할 수 있었다.