[논문]이중 및 다중 대역 Slot Loaded 패치 안테나에 관한 연구

신호섭

[국내논문] 이중 및 다중 대역 Slot Loaded 패치 안테나에 관한 연구
A Study on Dual-Band and Multi-Band Slot Loaded Patch Antenna 원문보기

본 논문에서는 하나의 안테나에서 주파수가 다른 다수의 서비스를 송수신할 수 있는 이중 및 다중 대역 Slot Loaded 패치 안테나를 소개하였다. 이 안테나는 패치의 가장자리(edge)에 가까운 네 개의 슬롯에 의해 이중 및 다중 대역 안테나의 특성을 갖는다. 이 안테나의 프로브의 개수와 위치, 슬롯의 폭과 길이, 슬롯과 패치의 가장자리와의 거리 등을 변경함으로써 이중 및 다중 대역 주파수특성의 성능을 연구하였다.

In this paper, we introduced the dual-band and multi-band slot loaded patch antenna for multi services. This antenna has the characteristic of dual-band and multi-band antenna by 4 slots nearly located in the edges of a patch. By changing the number and location of probe, the width and length of slot, and the distance between slot and the edge of patch, we studied the performance of dual-band and multi-band characteristic.

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문제 정의

본 논문에서는 복사패치의 가장자리에 가까운네 개의 슬롯에 의해 이중 및 다중 대역 안테나 특성을 갖는 안테나설계에 관하여 여러 가지 설계 파라미터에 대해 반사손실값을 스터디하였다. 프로브의 직경이 증가하면 반사손실값은 조금 작아지고 주파수편이는 거의 일어나지 않았으며, 슬롯의 길이와 폭이 작아지면 반사손실값은 무관하고 대체로 공진주파수가 증가하는 경향을 보였다.
이 구조는 패치의 가장자리에 근접하여 슬롯 2개가 놓여있는 구조이다. 본 논문에서는 패치의 가장자리에 근접하여 슬롯 4 개가 놓여있는 구조를 대상으로 슬롯의 개수 · 폭 ·길이, 슬롯과 패치 가장자리와의 거리, 프로브의 개수 . 내부 직경 .

제안 방법

2, 패치의 폭 W와 길이 L, 슬롯의 길이 U와 폭 d, 슬롯과 패치의 가장자리와의 거리 s이다. 각각의 크기는 W=40 mm, L=40 mm, 1^=36 mm, d=l nun, s=0.5 mm, 프로브의 내부반경을 1 mm을 기준으로 하고 W와 L 값을 고정시킨 상태에서 Ls, d, s, 프로브의 반경을 하나씩 변경하면서 2~4 GHz 주파수구간 (引Band)에서 시뮬레이션하였다.
패치는 정사각형모양이고 패치의 가장자리 근처에 네 개의 슬롯이 있는 공간상으로 대칭 구조이다. 또한 2개의 동축 프로브(coaxial probe)로 급전시켰다. 중요한 파라미터로는 기판의 두께 t, 기판의 유전율 er=2.

성능/효과

또한 슬롯들이 패치의 가장자리로부터 너무 떨어져 있으면 주파수특성이 좋지 않았다. 그리고 프로브의 위치가 패치의 중심에 너무 가까워도 안 좋고 너무 멀리 떨어져도 안 좋기 때문에 적절한 프로브의 위치를 잡는 것이 가장 좋은 주파수특성을 가졌다.
스터디하였다. 프로브의 직경이 증가하면 반사손실값은 조금 작아지고 주파수편이는 거의 일어나지 않았으며, 슬롯의 길이와 폭이 작아지면 반사손실값은 무관하고 대체로 공진주파수가 증가하는 경향을 보였다. 또한 슬롯들이 패치의 가장자리로부터 너무 떨어져 있으면 주파수특성이 좋지 않았다.

후속연구

위와 같은 설계변수들이 안테나의 주파수특성에 영향을 미치는 trade-off관계를 알아보았고, 이와같은 특성을 안테나의 이용목적에 맞게 잘 고려하고 이용함으로써 실제로 안테나를 보다 효율적으로 설계하고 제작할 수 있을 것이다.

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