DOI QR코드

DOI QR Code

Design of a VHF-UHF Band Blade Antenna for Aircraft Applications

VHF-UHF 대역 항공기용 블레이드 안테나 설계

  • Go, Jooseoc (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Hur, Jun (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Kay, Youngchul (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Choo, Hosung (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University)
  • 고주석 (홍익대학교 전자정보통신공학과) ;
  • 허준 (홍익대학교 전자정보통신공학과) ;
  • 계영철 (홍익대학교 전자정보통신공학과) ;
  • 추호성 (홍익대학교 전자정보통신공학과)
  • Received : 2014.01.13
  • Accepted : 2014.05.20
  • Published : 2014.06.30

Abstract

In this paper, we designed a blade antenna for VHF-UHF band(500 MHz~3 GHz) to be used as aircraft antennas. Unlike previously reported researches that use high-dielectric materials and insert rectangular extended grounds, the antenna structure was designed by optimizing the curvature of both a radiator and an extended ground whose shape is varied by changing the exponent of an n-th polynomial. Based on the optimized structure, we measured impedance matching and gain performances to evaluate the antenna in the VHF-UHF band(500 MHz~3 GHz). As a result, we confirmed that the antenna shows matching characteristics of less than -6 dB and has average gains of greater than -5 dBi in the entire VHF-UHF band.

본 논문에서는 항공기 안테나로 사용되는 VHF-UHF 대역(500 MHz~3 GHz)용 블레이드 안테나를 설계하였다. 설계된 안테나의 형상은 기존에 보고된 연구의 고유전율의 유전체 사용 및 사각형 형상의 확장 그라운드 삽입과 달리 n차 다항식의 차수 변화에 따라 변화하는 곡률을 가지는 방사부와 확장 그라운드의 형상을 최적화하였다. 최적화된 형상을 바탕으로 안테나의 성능을 평가하기 위해 VHF-UHF 대역(500 MHz~3 GHz)에서의 정합 성능과 이득 성능을 측정하였다. 성능 평가 결과, VHF-UHF(500 MHz~3 GHz) 전 대역 정합 성능이 -6 dB 이하의 성능을 나타냄을 확인하였으며, 이득 성능 또한 VHF-UHF 전 대역에서 -5 dBi 이상의 성능을 나타내었다.

Keywords

References

  1. G. Byun, C. Seo, B-J. Jang, and H. Choo, "Design of aircraft on-glass antennas using a coupled feed structure", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 60, no. 4, pp. 2088- 2093, Apr. 2012. https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2186234
  2. W. A. Cumming, "A nonresonant endfire array for VHF and UHF", IRE Trans. Antennas Propag., vol. 3, no. 2, pp. 52-58, Apr. 1955. https://doi.org/10.1109/TAP.1955.1144291
  3. L. Rufail, J. Laurin, "Aircraft cavity-backed non protruding wideband antenna", IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 11, pp. 1108-1111, 2012. https://doi.org/10.1109/LAWP.2012.2217727
  4. 변강일, 한원근, 추호성, "항공기용 양면 인쇄형 글래스 안테나 설계", 한국전자파학회논문지, 22(2), pp. 131 -139, 2011년 2월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2011.22.2.131
  5. S. Noghanian, L. Shafai, "Control of microstrup antenna radiation characteristics by ground plane size and shape", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 145, no. 3, pp. 207- 212, Jun 1998. https://doi.org/10.1049/ip-map:19981819
  6. M. E. Bialkowski, A. M. Abbosh, "Dssign of UWB planar antenna with improved cut-off at the out of band frequencies", IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 7, no. 10, pp. 408-410, Nov. 2008. https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.2000724
  7. A. Foudazi, H. R. Hassni, and S. M. A Nezhad, "Small UWB planar monopole antenna with added GPS/GSM/ WLAN bands", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 60, no. 6, pp. 2987-2992, Jun. 2012. https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2194632
  8. A. J Kerkhoff, Hao Ling, "Design of a abnd-notched planar monopole antenna using genetic algorithm optimization", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 55, no. 3, pp. 604-610, Mar. 2007. https://doi.org/10.1109/TAP.2007.891563
  9. Ahmad Hoorfar, Alessandro Perrotta, "An experimental study of microstrip antennas on very high permittivity ceramic substrates and very small ground planse", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 49, no. 5, pp. 838-840, May 2001. https://doi.org/10.1109/8.929638
  10. http://www.feko.info, EM Software & Systems, "FEKO Suite 6.2".
  11. 고주석, 변강일, 김기출, 주증민, 추호성, "VHF-UHF 대역 블레이드 안테나의 성능 평가 및 분석", 한국전자파학회논문지, 24(10), pp. 951-957, 2013년 10월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2013.24.10.951
  12. L. Marin, J. P. Castill, and K. S. H. Lee, "Broad-band analysis of VLF/LF aircraft wire antennas", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 26, no. 1, pp. 141-145, Jan. 1978. https://doi.org/10.1109/TAP.1978.1141806
  13. W. Sichak, J. Nail, "UHF omnidirectional antenna systems for large aircraft", IRE Trans. Antennas Propag., vol. 2, no. 1, pp. 6-15, Jan. 1954. https://doi.org/10.1109/T-AP.1954.27963