This letter presents a novel compact circularly polarized patch antenna for Global Positioning System/Global Navigation Satellite System (GPS/GLONASS) applications. The proposed antenna is composed of a simple square radiating patch fed by a capacitive dual-feeder to increase the impedance bandwidth and a lumped element hybrid coupler to achieve the broadband characteristic of the axial ratio (AR). The realized antenna dimensions are $28mm{\times}28mm{\times}4mm$, which is the most compact size among the dual-band GPS/GLONASS antennas reported to date. The measured results demonstrate that the proposed antenna has a gain of 2.5 dBi to 4.2 dBi and an AR of 0.41 dB to 1.51 dB over the GPS/GLONASS L1 band (1.575 GHz to 1.61 GHz).
In this paper, a wideband, circularly polarized patch antenna is proposed that leverages the unidirectional resonant modes of a circular patch mounted on top of a grounded dielectric-ferrite substrate. The proposed antenna is fed via the proximity coupling method and several parasitically coupled patches are placed on a dielectric superstrate to enhance the impedance bandwidth of the antenna. The resonant modes of the structure rotate only in the clockwise or counter clockwise directions. In the frequency range where the effective permeability of the ferrite layer is negative, the resonance frequencies of these modes differ significantly, which produces a large axial ratio (AR) bandwidth. For the proposed antenna, the numerical results show the 10 dB impedance bandwidth to be around 44% and the 3 dB axial ratio bandwidth to be higher than 64%.
본 논문에서는 메타구조의 공진기를 이용하여 3.5GHz의 중심주파수를 갖는 S-대역용 원형편파 마이크로 스트립 안테나를 연구하였다. 설계된 안테나는 CST studio를 이용해 패치안테나를 설계한 후 소형화를 위하여 그라운드면에 메타구조의 공진기를 식각하였으며 slot을 사용하여 원형 편파를 구현하였다.
본 논문에서는 크로스 개구결합 급전 구조의 소형 GPS 단말기용 안테나를 소형화하기 위해 대칭적인 4개의 T-슬릿이 방사 패치에 부설되었다. 부설된 슬릿 주위에 표면 전류 경로의 증가는 등가적인 인덕턴스 성분을 유기하고 공진형 안테나의 저차 모드의 공진 주파수를 낮추어 안테나의 소형화 특성을 개선함을 확인하였다 슬릿 부설에 따른 공진 주파수는 2.545GHz에서 1.575GHz로 약 44.65%까지 감소시킬 수 있었으며, 안테나 소형화를 위해 부설된 슬릿이 원편파 기본 동작 모드에 미치는 영향을 법선 전기장 성분을 통해 확인하였다. 측정된 안테나의 임피던스 대역폭(VSWR≤2)과 3dB 축비 대역폭은 21MHz와 19MHz로 양호한 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 UHF 대역 RFID 휴대 리더용 안테나로 원편파를 갖는 마이크로스트립 패치 안테나의 소형화를 제시한다. 제안된 안테나는 패치에 4개의 I 슬롯을 가지고 있으며, I 슬롯이 없는 같은 구조의 패치 안테나와 비교하여 안테나 크기가 감소하였다. 두께가 6.4 mm인 FR4 기판으로 제작된 안테나는 크기가 $76{\times}76\;mm$로 소형이면서, 반사 손실 -10 dB 대역폭은 $938{\sim}975\;MHz$, 대역폭 내 이득은 $-0.88{\sim}-2\;dBi$, 그리고 축비는 $3.27{\sim}13.21\;dB$를 가진다.
In this paper, a integrated structure of a two-element microstrip patch antenna with two feeds for GPS/PCS dual-band operation is proposed. The radiating element for PCS operation is a novel broad band low-profile cylindrical monopole top-loaded with a shorted meander patch, which gives linearly polarized conical radiation pattern and size reduction of patch due to meander line. The radiating element for GPS operation is a novel square-ring microstrip patch with truncated corners and slits. which provide circularly polarized broadside radiation patterns and size reduction due to slots. using dielectric substrate in GPS antenna of proposed antenna provide to improve isolation between two feeds and reduce size of patch. The proposed antenna achieves the bandwidth and polarization requirements of GPS and PCS systems.
본 논문에서는 1.57GHz의 중심주파수를 갖는 GPS와 2.63~2.65GHz의 중심주파수를 갖는 DMB 대역의 원형편파 마이크로 스트립 안테나를 연구하였다. 설계된 안테나는 HFSS v10.0으로 설계 및 최적화한 후 corner truncated 방식을 사용하여 편파를 구현하였고, 패치사이즈, corner truncated, 급전위치 변경 세 가지 변수를 이용하여 두 대역의 안테나를 제작하여 특성을 분석하였다.
본 논문은 위성 DMB 수신을 위하여 2단 저잡음 증폭기를 결합한 단일급전 원편파 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작된 안테나의 크기는 $40{\times}40{\times}15mm$로서 상대유전율이 2.2인 테플론 기판으로 제작하였다. 측정 된 안테나의 입력 반사손실(10 dB 대역폭)과 3dB 축비의 대역폭은 각각 22 MHz와 28 MHz로 양호한 특성을 나타내었다. 제작된 2단 LNA는 각각 이득이 27.5[dB], 잡음지수는 1.27[dB], 입력 반사손실은 -15.4[dB], 출력 반사손실은 -18.9[dB]인 값을 갖는다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과가 잘 일치하였다. 제안된 안테나 구조는 위성 DMB 단말기 수신안테나로 적용 가능하다.
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.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제2권1호
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pp.28-33
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2002
The LHCP circularly polarized antenna operating at DBS band is developed by employing the sequential-rotation technique in which each subarray is comprised the three truncated-corner patch square element. Antenna designed with sequentially-related technique whose M=3, p=2 has the effect of improved axial-ratio bandwidth, cross-polarization etc. And it is proved that the degradation of radiation pattern can be reduced significantly by minimizing the radiation loss of feeding line structure. Antenna designed shows extremely low side lobe level of below - 25 dB in the diagonal plane and cross-polarization level of below -20 dB in the all plane. And these performances comply with the array antenna specification for DBS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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