Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

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Miniaturized Design of Log-Periodic Dipole Array Antenna Using Half-Bowtie Dipole Elements

반-보우타이 모양 다이폴 소자를 이용한 대수-주기 다이폴 배열 안테나의 소형화 설계

  • Yeo, Junho (School of Computer and Communication Engineering/Information and Communication Research Center, Daegu University) ;
  • Lee, Jong-Ig (Division of Mechatronics Engineering, Dongseo University)
  • Received : 2016.05.18
  • Accepted : 2016.06.08
  • Published : 2016.06.30
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Abstract

In this paper, a design method for a compact log-perio dic half-bow-tie dipole array antenna for an operation in a UWB band(3.1-10.6 GHz) is studied. The proposed antenna is miniaturized by using half-bow-tie shaped dipole elements instead of strip-type dipole elements, which are commonly used in a general log-periodic dipole array(LPDA) antenna, and by reducing the element spacing. The effects of the flare angle of the half-bow-tie elements and the spacing factor on input reflection coefficient and realized gain characteristics of the proposed log-periodic antenna are analyzed. The optimized antenna is fabricated on an FR4 substrate, and the experiment results show that the antenna has a frequency band of 2.95-11.31 GHz for a VSWR < 2, which assures the operation in the UWB band. In addition, the length and width of the proposed antenna are reduced to 32.1 % and 18.3 %, respectively, compared to the LPDA antenna.

본 논문에서는 UWB 대역(3.1-10.6 GHz)에서 동작하는 소형 대수-주기 반-보우타이 다이폴 배열 안테나에 대한 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 안테나는 일반적인 대수-주기 다이폴 배열 안테나에서 사용되는 스트립 형태의 다이폴 소자 대신에 반-보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하고 소자간의 간격을 줄여 소형화하였다. 반-보우타이 다이폴 소자의 벌어지는 각도와 간격계수에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR) < 2 이하인 대역은 2.95-11.31 GHz으로 UWB 대역에서 동작함을 확인하였다. 또한, 대수-주기 다이폴 배열 안테나에 비해 제안된 안테나의 길이와 폭은 각각 32.1 %와 18.3 %가 축소되었다.

Keywords

References

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