Parammeter Optimization of the Electromagnetically Coupled Broadband Microstrip Antenna by Finite Difference Time Domain Method

시간영역 유한차분법을 이용한 전자기 결합 광대역 마이크로스트립 안테나의 파라메타 최적화

In this paper, Finite Difference Time Domain (FDTD) method is used to analyze characteristics of the electromagnetically coupled broadband microstrip antenna, and to optimize the antenna parameters. By using short tuning stub in feedline, electromagnetically coupled microstrip antenna shows broadband (approximatcly equal 13%) characteristics, and the characteristics are varied as a function of length, width, and position of the tuning stub. Operating frequency, return loss, VSWR and input impedance are calculated by Fourier transforming the time domain results. Measurement data from fabricated electromagnetically coupled microstrip antenna are compared with FDTD results and are shown to be in good agreement. After optimization of the parameters, maximum bandwidth of about 15% is achieved.

본 논문에서는 시간영역 유한차분법(FDTD)을 이용하여 전자기 결합 광대역 마이크로스트립 안테나의 특성 을 해석하고 파라메타를 최적화 하였다. 전자기 결합 마이크로스트립 안테나는 급전 선로에 짧은 동조 스터브 틀 연결하면 13%정도의 넓은 대역 특성을 가지며, 동조 스터브의 폭, 길이, 위치 둥의 변화에 따라 안테나의 특 성이 변한다. 시간영역에서의 유한차분볍에 의한 수치해석 결과들 푸리어 변환하여, 주파수 영역에서 공진 주 파수, 반사 손실, 전압정재파비 및 입력 임피이던스 동을 계산하였다. 설계 제작한 안테나의 측정 결과와 비교 하여 시간영역 유한차분법의 계산 결과가 잘 일치함을 보였다. 최적화 후 약 15% 정도의 최대 대역폭을 얻었다