The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지

Square Patch Antanna with Switchable Polarization Using Spur-line and PIN Diode

Spur-line과 PM Diode를 이용한 편파변환 특성을 갖는 정사각형 패치 안테나

  • Jang Tai-Un (Department of Radio Sciences and Engineering, Korea University) ;
  • Sung Young-Je (Department of Radio Sciences and Engineering, Korea University) ;
  • Kim Young-Sik (Department of Radio Sciences and Engineering, Korea University)
  • Published : 2004.12.01
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Abstract

In this paper, a novel microstrip patch antenna with switchable polarization is proposed. The proposed antenna has a simple structure, consisting of a square radiating patch, a pair of L-type spur-lines, and a microstrip line feed. It can produce either linear polarization or circular polarization by setting the diode on or off From the measured results, low cross polarization levels when operated in the linear polarization, and good axial ratios in the circular state have been observed.

본 논문에서는 정사각형 패치 안테나에 핀 다이오드(PIN diode)를 사용하여 편파변환 특성을 갖는 새로운 형태의 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 정사각형 패치면 위에 한 쌍의 스퍼라인(spur-line)과 스퍼라인 위에 핀 다이오드를 삽입한 구조이다. 스퍼라인은 핀 다이오드의 on/off특성에 의해 I형 슬롯라인(slot-line)과 L형 스퍼라인의 형태로 변환되어 편파 변환 특성을 나타내었다. 안테나의 측정 결과 선형편파로 동작할 때에는 -15 dB 이상의 낮은 교차 편파 특성을 나타내었고, 원형편파로 동작할 때에는 0.83 dB의 좋은 축비 특성을 나타내었다. 안테나의 -10 dB대역폭은 on/off상태에 따라 각각 $2.1\%$와 $4.1\%$의 특성을 나타내었다. 또한, 원형편파로 동작하는 안테나의 축비 대역폭은 $3.5\%$의 비교적 넓은 대역폭의 특성을 나타내었다. 따라서 제안된 안테나는 동일한 대역폭 안에서 편파 변환 특성을 나타낼 수 있기 때문에 단일 안테나를 이용하여 주파수를 재사용하는 시스템에서 사용할 수 있다.

Keywords

References

  1. C. A. Balanis, Antenna Theory Analysis and John Wiley & Sons, New York, 1989
  2. Fan Yang, Yahya Rahmat-Samii, "A rec patch antenna using switchable slots polarization diversity', IEEE Micra Compon. Lett., vol, 12, no. 3, pp. 9
  3. M. Boti, L. Dussopt, and J. -IV cularly polarised antenna with isation sense', Electronics Lett., vol. 36, no. 18, pp. 1518-1519, Aug. 2000 https://doi.org/10.1049/el:20001098
  4. Nanbo Jin, Fan Yang, and Yahya RahmatSamii, 'A novel reconfigurable patch antenna with both fre-quency and polarization diversities for wireless communications', in 2004 IEEE Antennas Propagat. Int. Symp. Dig., pp. 1796-1799, Jun. 2004
  5. Mattias K. Fries, Mischa Grani, and Rudiger Vahldieck 'A reconfigurable slot antenna with switchable polarization', IEEE Microwave Wireless Compon. Lett., vol. 13, no. 11, pp. 490-492, Nov. 2003 https://doi.org/10.1109/LMWC.2003.817148
  6. 장태언, 성영제, 김영식, '편파 변환 특성을 갖는 마이크로스트립 패치 안테나'. 한국통식학회 하계종합학술발표회, 2004년 7월
  7. David Sanchez-Hernandez, Ian D. Robertson, 'Ana lysis and design of a dual-band circularly polarized microstrip patch antenna', IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 43, no. 2, Feb. 1995
  8. D. Sanchez-Hernandez, I. Robertson, 'Triple band microstrip patch antenna using a spur-line filter and a perturbation segment technique', Electronics Lett., vol. 29, no. 17, pp. 1565-1566, Aug. 1993 https://doi.org/10.1049/el:19931043
  9. Fa-Shian Chang, Kin-Lu Wong, and Tzung-Wern Chiou, 'Low-cost broadband circularly polarized patch antenna', IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol. 51, no. 10, pp. 3006-3009, Oct. 2003 https://doi.org/10.1109/TAP.2003.818010
  10. R. Garg, P. Bhartia, and I. Bahl, Microstrip Antenna Design Handbook, Artech House, pp. 293-296, 2001
  11. H. Schrank, T. Milligan, 'Polarization loss in a link budget when using measured circular-polarization gains of antennas', IEEE Antennas Propagat. Mag., vol. 38, no. 1, pp. 56-58, Feb. 1996 https://doi.org/10.1109/74.491291