Analysis of Radiation Characteristics of Microstrip Patch Antennas Integrated with Mushroom-like EBG Structures

Mushroom 형태의 EBG 구조가 집적된 마이크로스트립 패치 안테나의 방사 특성 해석

  • Kim, Sang-Woo (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Kim, Boo-Gyoun (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Shin, Jong-Dug (School of Electronic Engineering, Soongsil University)
  • 김상우 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 김부균 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 신종덕 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2008.04.25

Abstract

Radiation characteristics of microstrip patch antennas integrated with mushroom-like EBG structures in length direction, width direction and all directions are analyzed. Patch antennas integrated with EBG structures in length direction shows the best radiation characteristics among the cases integrated in three directions. The case for the feed point of a patch antenna located in the center of both EBG structures integrated with a patch antenna shows better symmetric E-plane radiation pattern, higher forward radiation intensity, and lower backward radiation intensity compared to the case for the center of a patch antenna located in the center of both EBG structures. The variation of the radiation characteristics of patch antennas integrated with EBG structures more than 4 periods versus number of periods of EBG structures integrated is very small.

패치 안테나 주위에 mushroom 형태를 가지는 EBG 구조를 길이 방향, 폭 방향과 모든 방향으로 집적한 경우 구조 파라미터에 따른 패치 안테나의 방사 특성을 연구하였다. EBG 구조가 길이 방향을 따라 집적된 경우가 가장 방사 특성이 좋음을 볼 수 있었다. EBG 패치 edge에서 패치 안테나의 피드까지의 거리가 같은 경우가 패치 안테나의 중심까지의 거리가 같은 경우와 비교하여 E-평면 방사패턴이 대칭적이고 전방방사 크기가 커지고 후방방사 크기가 작아짐을 볼 수 있었다. 사용하는 EBG 구조의 주기 수가 4주기 이상이 되게 되면 방사특성 변화는 거의 발생하지 않음을 볼 수 있었다.

Keywords

References

  1. R. Garg, P. Bhartia, I. Bahl, and A. Ittipiboon, Microstrip Antenna Design Handbook, 2nd edition, Boston.London, Artech House, 2000
  2. Zeev Iluz, Reuven Shavit, and Reuven Bauer, "Microstrip Antenna Phased Array with Electromagnetic Bandgap Substrate", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol 52, No 6, pp.1446-1453, June 2004 https://doi.org/10.1109/TAP.2004.830252
  3. 기철식, 박익모, 한해욱, 이정일, 임한조, "포토닉 밴드갭 구조를 이용한 두껍고 유전상수가 높은 패치 안테나의 성능 향상", 한국전자파학회논문지, 제 13권 제 1호, pp. 1-6, 2002년 1월
  4. C.-S. Kee. J.-E. Kim, H.Y. Pa가, S. J. Kim, H. C. Hong, Y. S. Kwon, N. H. Myung, S. Y. Shin, and H. Lim, "Essential parameter in the formation of photonic bandgaps", Phys. Rev. E, vol. 59, no 4, pp. 4695-4698, April. 1999 https://doi.org/10.1103/PhysRevE.59.4695
  5. V. Radisic, Y. Qian, and T. Itoh, "Broadband Power Amplifier Integrated with Slot Antenna and Novel Harmonic Tuning Structure", IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., pp. 1895-1898, June 1988.(394)
  6. V. Radisic, Y. Qian, R. Coccioli, and T. Itoh, "Novel 2-D photonic bandgap structure for microstirp lines", IEEE Trans. Microwave Symp. Dig., pp 1895-1898, June 1998
  7. Dan Sievenpiper, Lijun Zhang, Eli Yablonovitch, "High Impedance Electromagnetic Surfaces with a Forbidden Frequency Band", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol 47, No 11, pp. 2059-2074, November 1999
  8. 김상우, 김태영, 김부균, 신종덕, 김세윤 "기판의 크기가 마이크로스트립 패치 안테나의 방사특성에 미치는 효과", 전자공학회 논문지, 제44권 TC편 제 11호, pp. 33-41, 2007년 11월