십자형 급전선을 갖는 광대역 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성 분석

The Analysis of Wideband Microstrip Slot Antenna with Cross-shaped Feedline

  • 장용웅 (극동정보대학 전자통신과) ;
  • 한석진 (아주대학교 전자공학과) ;
  • 신호섭 (충북대학교 정보통신학과) ;
  • 김명기 (아주대학교 전자공학과) ;
  • 박익모 (아주대학교 전자공학과) ;
  • 신철제 (아주대학교 전자공학과)
  • 발행 : 2000.03.01

초록

본 논문에서는 십자모양의 마이크로스트립 급전선을 사용하여 슬롯 폭이 넓은 경우 기존의 급전선 구조보다 쉽게 정합을 이룰 수 있는 방법을 제시하였다. 마이크로스트립 안테나의 단점인 좁은 대역폭을 확장시켰으며, FDTD법을 이용하여 십자형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성을 해석하고, 최대 대역폭을 갖는 안테나를 제작 및 실험하였다. FDTD법으로 모델링하여 전계분포를 시간영역에서 계산하였고, 이를 Fourier변환시켜 슬롯 안테나의 반사손실, 전압 정재파비, 입력 임피던스, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 슬롯의 폭(Ws), 수평 급전선의 길이(l/sub d/)와 수직 급전선의 길이(l/sub u/), 그리고 offset에 따라 대역폭이 변화하였다. 이러한 결과로부터 최적화할 때, 전압 정재파비가 2이하인 대역폭은 1.975 GHz에서 4.725 GHz로 약 1.3 옥타브의 광대역 특성을 얻었다.

A cross-shaped microstripline-fed printed slot antenna having wide bandwidth Is presented in this paper. The proposed antenna is analyzed by using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. It was found that the bandwidth of the antenna depends highly on the length of the horizontal and vertical feedline as well as the offset position of the feedline. The maximum bandwidth of this antenna is from 1.975 GHz to 4.725 GHz, which is approximately 1.3 octave, for the VSWR $\leq$ 2. Experimental data for the return loss and the radiation pattern of the antenna are also presented. and they are in good agreement with the FDTD results.e FDTD results.

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참고문헌

  1. G. A. Deschamps, 'Microstrip microwave antennas,' 3rd USAF symp. antennas, 1953
  2. S. H. David, 'A survey of broadband microstrip patch antennas,' Microwave J., pp. 60-84, Sept. 1993
  3. E. Chang, S. A. Long, and W. F. Richards,' An experimental investigation of electrically thick rectangular microstrip antennas,' IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol. AP-34, pp.767-773, June 1986 https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143890
  4. P. B. Katehi, N. G. Alexopoulos, and I. Y. Hsia, 'A bandwidth enhancement method for microstrip antennas,' IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol. AP-35, pp. 5-12, Jan. 1987 https://doi.org/10.1109/TAP.1987.1143970
  5. M. Kahrizi, T. K. Sarkar and Z. H. Maricevic' Analysis of a wide radiating slot in the ground plane of a microstrip line,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MIT-41, pp. 29- 37, Jan. 1993 https://doi.org/10.1109/22.210226
  6. Y. Yoshimura, 'A microstrip slot antenna,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MIT-20, pp. 760-762, Nov. 1972 https://doi.org/10.1109/TMTT.1972.1127868
  7. D. M. Pozar, 'Reciprocity method of analysis for printed slot and slot-coupled microstrip antennas,' IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-34, pp. 1439-1446, Dec. 1986 https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143785
  8. 장용웅, 윤종철, 박익모, 신철재, 'T-모양 급전선을 갖는 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성 분석,' 한국전자파학회 논문지, vol. 9, no. 5, pp. 630-639, 1998년 10월
  9. K. S. Yee, 'Numerical solution of initial boundary-value problems involving Maxwell's equations in isotropic media,' IEEE Trans. Antennas and Propagut., vol. AP-14, pp.302-307, May 1966 https://doi.org/10.1109/TAP.1966.1138693
  10. N. O. Sadiku, Numerical Techniques in EIectromagnetics, CRC Press, pp. 179-203, 1992
  11. G. Mur, 'Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time- domain electromagnetic-field equation,' IEEE Trans. Electromag. Compat., vol. EMC-23, no. 4, pp. 377-382, Nov. 1981 https://doi.org/10.1109/TEMC.1981.303970
  12. A. Taflove, Computational Electrodynamics; Finite Difference Time Domain Method, Archch House, pp. 213-218, 1995
  13. J. Bahl and P. Bhartia, Microstrip antenna, Dedham, MA : Artech House, pp.228-229, 1980