Analysis of Radiation Patterns of Inverted-F Antennas on an Electrically Large Cylindrical Conducting Body

전기적으로 큰 원통 도체 위에 장착된 역 F 안테나의 방사 패턴 분석

  • Kim Tae-Hyun (Department of Electronic Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kim Sung-Wan (Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Lee Jae-Deuk (Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Lee Bum-Sun (Department of Radio Science and Engineeering, Kyunghee University) ;
  • Park Dong-Chul (Department of Radio Science and Engineering, Chungnam National University)
  • Published : 2005.07.01

Abstract

In this paper, radiation patterns of electrically small inverted-F antennas(IFAs) on an electrically large cylindrical conducting body like a satellite launcher are experimentally studied. First, radiation patterns are obtained by using method of moment and a commercial software tool, HFSS(High Frequency Structure Simulator) and the results are compared and analyzed with experimental ones. Especially, when the size of a cylindrical conducting body is electrically large, the effects of the size of a cylindrical conducting body on radiation patterns are studied by considering only the partial ground in vicinity of antennas. And then, when one and two inverted-F antennas are on the cylindrical conducting body, radiation patterns are simulated and investigated by using method of moment and HFSS. Good agreements are observed among the results by method of moment, HFSS, and experiments.

본 논문에서는 위성 발사체와 같이 전기적으로 큰 원통 도체 위에 전기적으로 작은 역 F 안테나들이 장착된 경우에 대해 방사 패턴을 실험적으로 고찰하였다. 먼저 모멘트 법(MOM: Method Of Moment)과 상용 툴(tool)인 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용하여 방사 패턴을 구하고 이의 결과를 실험 결과와 비교 분석하였다. 특히 원통 도체가 전기적으로 큰 경우 안테나 근방의 접지면 일부분만을 고려하여 원통 도체의 크기가 방사 패턴에. 미치는 영향을 고찰하였다. 다음 역 F 안테나가 원통 도체에 1개, 2개 장착된 경우에 대해 방사패턴을 모멘트 법, HFSS를 이용하여 구하고 고찰하였는데 이의 결과와 실험 결과가 서로 잘 일치함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. K. Fujimoto, A. Henderson, K. Hirasawa, and J. R. James, Small Antennas, Research Studies Press Ltd., England, 1987
  2. K. Hirasawa, M. Haneishi, Analysis, Design, and Measurement of Small and Low Profile Antennas, Artech House, ch. 5, 1992
  3. L. Zhan, Y. Rahrnat-Samii, 'Whip-PIFA combination in wireless handset application: a hybrid circuit model and full wave analysis', IEEE Antennas Propagation Society Symposium, vol. 3, pp. 27472750, Jun. 2004
  4. O. A. Saraereh, M. Jayawardene, P. Mcevoy, and J. C. Vardaxoglou, 'L and S shape PIFA antenna .or triple-band(DCS/PCS/UMTS) mobile handset', IEEE Antennas Propagation Society Symposium, vol. 3, pp. 3107-3110, Jun. 2004
  5. 이영훈, '방사부의 H형 Slit을 이용한 이동통신 단말기용 이중대역 PIFA 안테나 특성', 한국전자파학회논문지, 16(1), pp. 84-91, 2005년1월
  6. R. King, C. W. Harrison, and D. H. Denton, 'Transmission-line missile antenna', IRE Trans. Antennas Propagat., no. 8, pp. 88-90, 1960
  7. 김태현, 신석현, 박동철,'로켓구조에 장착된 역 F 안테나의 방사패턴 분석', 제7차통신/전자/C4ISR 학술대회, pp. 278-283, 2003년
  8. 김태현, 안경표, 김성완, 박동철 '위성 발사체에 사용되는UHF PIFA의 방사패턴 연구',추계마이크로파 및 전파학술대회, pp. 431-434, 2004년
  9. S. M. Rao, D. R. Wilton, and A. W. Glisson, 'Electromagnetic scattering by surfaces of arbitrary shape', IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. :10, no. 3, pp. 409-418, May 1982
  10. S. N. Makarov, 'MoM antenna simulations with matlab: RWG basis functions', IEEE Trans. Antennas Propagation Magazine, vol. 43, no. 5, pp. 100-107, Oct. 2001
  11. S. N. Makarov, Antenna and EM Modeling with MATLAB, John Wiley & Sons, Inc., 2002
  12. F. Carden, R. Jedlicka, and R. Henry, Telemetry Systems Engineering, Artech House, ch. 12, 2002