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%.
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.
While the substrate-type solar cells with Cu(In,Ga)Se2 absorbers yield conversion efficiencies of up 20%[1], the highest published efficiency of Cu(In,Ga)Se2 superstrate solar cell is only 12.8% [2]. The commerciallized Cu(In,Ga)Se2 solar cells are made in the substrate configuration having the stacking sequence of substrate (soda lime glass)/back contact (molybdenum)/absorber layer (Cu(In,Ga)Se2)/buffer layer (cadmium sulfide)/window layer (transparent conductive oxide)/anti reflection layer (MgF2) /grid contact. Thus, it is not possible to illuminate the substrate-type cell through the glass substrate. Rather, it is necessary to illuminate from the opposite side which requires an elaborate transparent encapsulation. In contrast to that, the configuration of superstrate solar cell allows the illumination through the glass substrate. This saves the expensive transparent encapsulation. Usually, the high quality Cu(In,Ga)Se2 absorber requires a high deposition temperature over 550C. Therefore, the front contact should be thermally stable in the temperature range to realize a successful superstrate-type solar cell. In this study, it was tried to make a decent superstrate-type solar cell with the thermally stable ZnO:Al layer obtained by adjusting its deposition parameters in magnetron sputtering process. The effect of deposition condition of the layer on the cell performance will be discussed together with hall measurement results and current-voltage characteristics of the cells.
이 논문에서는 '0'에 가까운 굴절률을 갖는 단일층 메타물질 커버를 이용한 고 이득 패치 안테나를 제안하였다. 보통의 패치 안테나와 제안된 메타물질 패치 안테나를 전산모의를 통해 비교하였고, 제안된 메타물질 패치 안테나를 제작 및 측정하였다. 제안된 메타물질 패치 안테나는 보통의 패치 안테나에 비해 6.77dB 만큼 더 높은 이득을 가진다.
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.
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.
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.
본 논문에서는 프로브로 급전되는 단일 원형 마이크로스트립 안테나 위에 게이돔과 같은 또 다른 유전체가 씌어져 있는 구조에 대해서 모멘트 법을 이용하여 해석을 하였다. 급전 구조의 정확한 해석을 위하여 어태치먼트 모드를 이용하여 패치와 급전겅에서의 전류의 연속성을 보장해 줌으로써, 급전점에서 급격히 변하는 전류성분들을 표현할 수 있었다. 해석된 결과는 실험을 통하여 검증되었고, 서로 잘 일치하고 있음을 확인할수 있었다.
차량과 같은 지상 이동체 통신에서는 안테나에 도래하는 입사전파가 안테나의 수직평변면에 대해서 약 $60^{\circ}$ 정도 의 낮은 입사각을 가지므로 이를 효과적으로 수신할 수 있는 평면형 안테나를 제작하고 그 특성을 고찰하였다. 유전체 덮개층 효과를 이용한 설계를 하여 안테나의 기판층을 포함한 평면에서의 방사계가 영이 되지 않도록 함으로써 이러한 안테나의 설계가 가능하다. 주파수 1.2 GHz에서 70 MHz 정도의 대역폭을 갖고 저각도 입사전파를 수신할 수 있는 소형 마이크로스트립 안테나를 구현하였다.
For preparing a device-quality $CuInSe_2$ (CISe) light-absorbing layer by single-bath electrodeposition for a superstrate-type CISe cell, morphological properties of the CISe layers were investigated by varying concentrations of sulfamic acid and potassium biphthalate, complexing/buffering agents. CISe films were grown on an $In_2Se_3$ film by applying a constant voltage of -0.5V versus Ag/AgCl for 90 min in a solution with precursors of $CuCl_2$, $InCl_3$, and $SeO_2$, and a KCl electrolyte. A dense and smooth layer of CISe could be obtained with a solution containing both sulfamic acid and potassium biphthalate in a narrow concentration range of combination. A CISe layer prepared on the $In_2Se_3$ film with proper concentrations of complexing/buffering agents exhibited thickness of $1.6{\sim}1.8{\mu}m$ with few undesirable secondary phases. On the other hand, when the bath solution did not contain either sulfamic acid or potassium biphthalate, a CISe film appeared to contain undesirable flake-shape $Cu_{2-x}Se$ phases or sparse pores in the upper part of film.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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