본 연구에서는 원형편파 특성을 갖는 마이크로스트립형 패치 안테나를 제작하였다. 먼저 마이크로스트립 안테나의 이론적 해석을 통하여 90도 위상차로 인하여 발생하는 원형편파 안테나의 패치 형태를 연구하였으며, 원형편파 중에서도 좌선회 원형편파와 우선회 원형편파 안테나에 대해서도 연구를 행하였다. 이러한 해석을 토대로, 기판을 설정하고 모멘트 법의 Ensemble 5.0을 이용하여 시뮬레이션 한 후 가장 적절한 원형편파 안테나를 구상하였다. 그로부터 서로의 위상 차 문제에 대하여 해결 방안을 연구한 후 원형편파 안테나를 설계하였고, 이를 제작하였다. 또한, 제작된 원형편파 안테나특성을 Network Analysis를 통하여 분석하였다.
본 연구에서는 원형편파 특성을 갖는 마이크로스트립형 패치 안테나를 제작하였다. 먼저 마이크로스트립 안테나의 이론적 해석을 통하여 90도 위상차로 인하여 발생하는 원형편파 안테나의 패치 형태를 연구하였으며, 원형편파 중에서도 좌선회 원형편파와 우선회 원형편파 안테나에 대해서도 연구를 행하였다. 이러한 해석을 토대로, 기판을 설정하고 모멘트 법의 Ensemble 5.0을 이용하여 시뮬레이션 한 후 가장 적절한 원형편파 안테나를 구상하였다. 그로부터 서로의 위상 차 문제에 대하여 해결 방안을 연구한 후 원형편파 안테나를 설계하였고, 이를 제작하였다. 또한, 제작된 원형편파 안테나특성을 Network Analysis를 통하여 분석하였다.
In this research, we design a microstrip patch antenna with circularly polarized form. First, we study patch form of circularly polarized antenna caused by 90-degree phase difference, and simulate using Ensemble 5.0 to make the left-hand and right-hand circularly polarized antenna. We made circularl...
In this research, we design a microstrip patch antenna with circularly polarized form. First, we study patch form of circularly polarized antenna caused by 90-degree phase difference, and simulate using Ensemble 5.0 to make the left-hand and right-hand circularly polarized antenna. We made circularly polarized antenna using microstrip substrate based on result of the simulation, and analyzed manufactured circularly polarized antenna using Network Analysis.
In this research, we design a microstrip patch antenna with circularly polarized form. First, we study patch form of circularly polarized antenna caused by 90-degree phase difference, and simulate using Ensemble 5.0 to make the left-hand and right-hand circularly polarized antenna. We made circularly polarized antenna using microstrip substrate based on result of the simulation, and analyzed manufactured circularly polarized antenna using Network Analysis.
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문제 정의
이에 대한 방안으로는 편파특성이 좋은 원형편파 안테나 사용이 요구된다[1]. 따라서 본 연구에서는 소형, 경량, 박형의 특성을 가지고 있는 마이크로스트립 기판을 이용하여 마이크로스트립형의 원형편파 안테나를 제작하였다.
본 연구에서는 다중경로 전파환경에서 우수한 특성을 보이는 원형편파특성을 갖는 마이크로스트립형 패치 안테나를 개발하였다. 모멘트 법의 Ensemble 5.
본 연구에서는 사각형 패치(patch)의 대각선 방향의 모서리를 자른 형태로 원형편파특성을 갖는 마이크로스트립형 패치 안테나를 개발하였다. 하지만 실제 제작 상에 있어서 수평(수직)에 대한 수직(수평)성분의 위상을 ±π/2[rad] shift 시키는 기술이 쉽지는 않다.
가설 설정
마이크로스트립 안테나의 방사계는 슬롯전압의 함수로 가정하여 유도한다. 그림 1 에서 방사체는 패치 가장자리와 접지판 사이에서 개구(Aperture) 방사되는 두 개의 슬롯이며, 슬롯은 슬롯간 상호결합을 가진다.
제안 방법
하지만 실제 제작 상에 있어서 수평(수직)에 대한 수직(수평)성분의 위상을 ±π/2[rad] shift 시키는 기술이 쉽지는 않다. 따라서, 모멘트 법의 Ensemble 5.0을 이용하여 여러 가지 형태로 패치 안테나의 방사패턴과 반사손실 등을 시뮬레이션한 후 가장 적절한 원형편파 안테나를 구상한 후 설계 및 제작하였다.
패치 안테나를 개발하였다. 모멘트 법의 Ensemble 5.0을 이용하여 여러 가지 형태로 패치 안테나의 방사패턴을 시뮬레이션 한 후 가장 적절한 원형편파 안테나를 구상하였으며 시뮬레이션 결과를 토대로 우선회 및 좌선회 원형편파 안테나를 제작하였다.
앞장에서 해석한 원형편파를 생성하는 절단된 모서리 패치를 적용하여 중심주파수 2.4 GHz에서 동작하는 우선회 원형편파와 좌선회 원형편파를 설계한다. 설계에 사용된 소프트웨어는 Ensemble 5.
원형편파를 발생할 수 있는 패치로는 여러종류가 있으나, 본 연구에서는 단일급전으로 하여 급전손실음 최소화하였으며 모서리 부분이 절단된 패치를 선정을 하였다. 그 설계치는 정사각형 패치의 길이가 41.
대상 데이터
패치를 선정을 하였다. 그 설계치는 정사각형 패치의 길이가 41.76mm 이고, 모서리 잘린 길이는 2.82mm이다
금 등 다양한 종류가 있다. 원형편파 안테나를 제작하기 위해 저유전율이고, 두꺼운 기판을 선정하였으며, 그 규격은 표 1과 같다.
성능/효과
그 결과 제작된 우선회 및 좌선회 원형편파안테나를 Network analysis 를 통해 심험한 결과 S11은 약 -32dB로써 시뮬레이션은 통해 얻은 -23 dB보다 더 좋은 특성은 보였다.
후속연구
향후 계획으로는 실내무선 LAN, WLL 시스템, LMDS 시스템, 위성통신, GPS 등 각종 무-선통신을 서비스하는 중소기업체에 보급하기 위해 다양한 주파수대에서 원형편파를 발생시킬 수 있는 안테나 개발과 수직 및 수평 안테나로의 전환을 이용하여, 다이버시티 수신이 가능한 시스템을 개발할 것이다.
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