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수정된 Inset 급전선과 단일 슬롯을 이용한 이중대역 마이크로스트립 안테나
Dual Band Microstrip Antenna with Modified Inset Feeder and a Slot 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.9, 2016년, pp.800 - 807  

이승엽 (전남대학교 전자통신공학과)

초록
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본 논문에서는 수정된 inset 급전 구조와 단일 슬롯이 장하된 이중대역 마이크로스트립 안테나에 대해 연구하였다. 수정된 inset 급전선은 x방향의 수직 inset 급전선과 전체 inset 급전선의 길이를 줄이기 위해 추가된 y방향의 수평 inset 급전선으로 구성된다. 임피던스 정합을 위한 급전선의 전체 길이는 수평 inset 급전선의 길이를 조절함으로써 구현된다. 낮은 공진 주파수와 높은 공진 주파수 간의 비율도 슬롯의 치수를 변화시킴으로써 쉽게 얻을 수 있었다. 또한, 슬롯의 길이와 위치가 안테나 대역폭, 입력 임피던스 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 안테나를 제작하여 실험한 결과, 공진 주파수 간의 비율을 1.25에서 1.88까지 변하게 하였다. 그리고 높은 공진 주파수 방사 패턴인 $TM_{30}$은 낮은 공진 주파수 방사패턴인 $TM_{10}$과 거의 같았으며, E평면에서 -20.0 dB 이하의 교차 편파 특성을 보였다. 이러한 결과들로써 본 연구에서 제안된 안테나는 단일 급전 이중 대역 안테나로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we study the characteristics of dual band microstip antenna with modified inset feeder and a single slot. The modified inset feeder consists of the vertical inset feeder placed in x direction and the horizontal one in y direction for shortening the total length of inset feeder. The op...

주제어

#Single Fed Dual Band Antenna   #Slot Loaded Antenna   #Inset Feeder  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 수정된 inset 급전 구조와 하나의 슬롯을 갖는 이중 대역 특성을 갖는 안테나 구조를 제안하고, 제작과 측정을 통하여 그 가능성을 확인하였다. 제안된 inset 구조는 기존의 inset 급전 구조를 수직과 수평 부분으로 나누어, 안테나 중심부 방향의 수직 급전 길이를 최소화하였고, 안테나 내부에 단일 슬롯을 추가하여 이중공진을 발생하도록 하는 구조를 가지고 있다.
  • 일반적으로 다중대역 안테나의 특성을 갖기 위해서는 안테나의 입력임피던스와 방사패턴이 다른 주파수 대역에서도 같도록 해야 하기 때문에 이런 고차 모드에 의한 다른 방사패턴은 다중대역 안테나를 만드는데 큰 제약이 될 수밖에 없다. 본 논문에서는 수정된 inset 급전선과 단일 슬롯을 이용하여 단일 마이크로스트립 패치 안테나에 TM30 모드를 여기시킴으로써 이중 대역 특성을 얻도록 하였다.
  • 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 inset 급전 구조에서의 수평 방향의 스터브 구조을 갖는 수정된 inset 급전 구조를 가지며, 단일 슬롯을 갖는 이중 대역 안테나 구조를 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가장 널리 쓰이는 이중 대역 안테나를 만드는 방법은? 가장 널리 쓰이는 이중 대역 안테나를 만드는 방법은 스터브(stubs), 노치(notches), 핀(pins) 슬롯과 커패시턴스와 같은 리액티브 소자를 패치에 부착하는 방법이다[2]. 이 방법은 리액티브 소자를 부착함으로써 패치의 공진 주파수들을 변화시켜 고차공진 주파수에서 기본 모드의 방사패턴과 유사한 방사패턴을 얻을 수 있도록 한 방법이다.
프로브(probe) 급전에대해 설명하시오. 이처럼 프로브(probe) 급전은 최소한의 구조로 방사부 내부로 급전점을 이동시켜 임피던스 매칭을 구현할 수 있어 패치내부에 다양한 구조를 삽입하거나 설치하여 다기능 안테나를 만들 수 있다. 반면에, inset 급전 구조는 그림 1(a)와 같이 급전선이 안테나 내부 깊숙이 들어가기 때문에 안테나의 이중대역 특성을 위해 방사부 내에 슬롯이나 변형된 구조를 추가할 때 공간적인 제약을 받을 수밖에 없다.
리액티브 소자를 패치에 부착하는 방법의 원리는? 가장 널리 쓰이는 이중 대역 안테나를 만드는 방법은 스터브(stubs), 노치(notches), 핀(pins) 슬롯과 커패시턴스와 같은 리액티브 소자를 패치에 부착하는 방법이다[2]. 이 방법은 리액티브 소자를 부착함으로써 패치의 공진 주파수들을 변화시켜 고차공진 주파수에서 기본 모드의 방사패턴과 유사한 방사패턴을 얻을 수 있도록 한 방법이다. 이 방법은 단일 급전과 단일 패치로 이중 대역을 실현시킬 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다.
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참고문헌 (8)

  1. J. R. James, P. S. Hall, Handbook of Microstrip Antennas, Peter Peregrinus, vol. 2, 1989. 

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  3. S. Maci, G. B. Gentilli, "Dual-frequency patch antennas", IEE Proc. Microw. Antennas Propag., vol. 39, no. 6, pp. 13-20, 1997. 

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  5. C. Y. Huang, C. W. Ling, and J. S. Kuo, "Dual-band microstrip antenna using caspacitive loading", IEE Proc. Microw. Antennas Propag., vol. 150, no. 6, pp. 401-404, 2003. 

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  6. M. Ali, B. A. Khawaja, M. a. Tarar, and M. Mustaquim, "A dual band U-slot printed antenna array for LTE and WiMAX application", Microwaue Opt. Technol. Lett., vol. 55, no. 12, pp. 2879-2883, 2013. 

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  8. M. Kara, "Formular for the computation of the physical properties of rectangular microstrip antenna elements with various substrate thickness", Microwaue Opt. Technol. Lett., vol. 12, no. 4, pp. 234-239, 1996. 

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