Design of a High Gain Microstrip Antenna with Rectangular Cavity Backed

구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나 설계

In this paper, a high gain microstrip antenna with rectangular cavity backed is designed. A single microstrip patch is basically a low gain radiator As a ga in enhancement method, superstrate loading techniques are applied to the $2\times2$ microstrip array antenna with cavity backed. In antenna design, although the broadside gain increases as the cavity is enlarged, a cavity size of $3\times3$ wavelength is sufficient. The distance between the radiating elements is chosen as 1.5 free-space wavelength. The antenna radiation characteristics are calculated by IE3D software and compared with the experimental results. Experimental results show that the maximum gain is 18.6dBi at the frequency of 9.16GHz, which is good agreement with the calculations.

본 논문에서는 구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 단일 마이크로스트립 패치는 기본적으로 이득이 낮다. 이득개선법에 따라 상층기판을 두는 기술이 캐비티 부착형 $2\times2$ 마이크로스트립 배열 안테나에 적용된다. 안테나를 설계함에 있어서 비록 캐비티가 커짐에 따라 이득이 증가하지만 캐비티 크기가 $3\times3$ 파장이면 충분하다. 방사 소자간의 길이는 1.5배의 자유공간 파장으로 한다. 안테나 방사특성은 IE3D 소프트웨어로 계산되고 측정치와 실험적으로 비교한다. 실험 결과는 최대 이득이 9.16GHz에서 18.6dBi의 이득을 가지고 이는 계산결과와 잘 일치한다.