Matching Network Design for Improving the Bandwidth of Microstrip Antenna

마이크로스트립 안테나의 대역폭 개선을 위한 정합회로설계

  • 전성근 (경상대학교 정보통신공학과) ;
  • 이종룡 (경상대학교 정보통신공학과) ;
  • 이우재 (경상대학교 정보통신공학과) ;
  • 이문수 (경상대학교 정보통신연구센터)
  • Published : 1998.06.01


The impedance matching network with the simplfied real frequency technique (SRFT) is proposed as a method for bandwidth enhancement of microstrip antenna. The validity of the technique is based on the relative frequency insensitivity of the radiation pattern and gain characteristics as compared to the resonant behaviour of the input impedance. The most significant feature of this technique is that there is no need to find any analytical description of the antenna and generator, and it only utilizes directly real frequency generator and load data over the prescribed frequency band. Furthermore, it is not necessary to invent an analytic form of the system transfer function to assume a matching network topology in advance. In this paper, the transmission line model is used to investigate the rectangular microstrip antenna, and based on the Fano's bandwidth-enlargement theory, the SRFT is introduced to design the matching networks of microstrip antennas in order to obtain a constant gain over the frequency band of interest. Two representative microstrip antnnas with different structure are fabricated and tested. From these procedures, it is obtained that the proposed impedance matching networks of microstrip antenna improve the impedance bandwidth nearly three times compared to the antenna without them.

마이크로스트립 안테나의 대역폭을 확장하는 기법으로 SRFT에 의한 임피던스 정합회로를 제안한다. 이 기법의 유용성은 주파수가 안테나의 입력임피던스의 공진특성에는 영향을 주고, 방사패턴과 이득 특성에는 별로 영향을 주지 않는다는 것에 기초한다. 이 기법의 특정은 안테나와 전원에 대한 이론적인 기술을 할 필요가 없고 요구되는 주파수대에서 전원과 부하의 데이터를 직접 이용한다. 또한 사전에 정합회로의 topology를 구하기 위한 전달함수의 이론적 형태가 필요없다. 본 연구에서는 구형 마이크로스트립 안테나의 해석에 전송선로 모델올 이용하고, Fano의 대역폭 확장이론올 기초로하여 원하는 주파수대에서 일정한 이득을 갖는 마이크로스트립 안테나의 정합회로를 설계하는데 SRFT 를 도입하여 구조가 다른 두 개의 마이크로스트립 안테나를 제작하여 실험하였다. 그 결과, 제안된 임피던스 정합회로를 갖는 마이크로스트립 안테나는 정합회로가없는 안테나보다 약 3배의 대역폭이 확장됨을 확인하였다.



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  3. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.30 no.12 A simpli-fied real frequency technique applied to broad-band multistage microwave amplifiers B. S. Yaman;H. J. Carlin
  4. Network Analysis and Feedback Amplifier Design H. W. Bode
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