Abstract
In this paper, the omnidirectional circularly polarized(CP) antenna using arc-shaped mushroom structure with curved branch is proposed. To obtain a vertical polarization and an omnidirectional radiation pattern, the CP antenna uses zeroth-order resonance(ZOR) mode of composite right and left handed(CRLH) transmission line. The horizontal polarization is achieved by the curved branches. Also, the spacing between curved branch and arc-shaped mushroom structure gives the $90^{\circ}$ phase difference between vortical and horizontal polarization. The proposed antenna, therefore, has an omnidirectional CP radiation pattern In the azimuthal plane. The electrical size of the proposed antenna is reduced by 38%, compared with that of the previously presented omnidirectional CP antenna. In addition, the CP antenna is simply designed without $90^{\circ}$ phase shifter and dual feed line. The proposed antenna uses a Bazooka balun for good impedance matching and radiation pattern. To improve 3 dB axial ratio in XY plane, the designed antenna is optimized. After optimization, the measured 3 dB axial ratio in XY plane is observed in $86{\sim}282^{\circ}$.
본 논문에서는 원형 버섯 구조에 구부러진 가지가 부착된 전방향성 원형 편파 안테나를 제안한다. 수직 편파와 전방향성의 방사 패턴을 얻기 위해 원형 버섯 구조의 영차 공진을 사용하였고, 수평 편파를 얻기 위해 구부러진 가지를 원형 버섯 구조에 부착하였다. 그리고 수직 편파와 수평 편파간의 $90^{\circ}$ 위상 차이를 위해 구부러진 가지와 원형 버섯 구조 사이에 위상 지연 선로를 삽입하였다. 따라서 제안된 안테나는 전방향성 원형 편파 특성을 가진다. 제안된 안테나는 기존에 보고된 전방향성 원형 편파 안테나에 비해 전기적인 크기가 38% 감소하였다. 또한, 별도의 $90^{\circ}$ 위상 천이기와 이중 급전의 필요 없이 간단하게 디자인이 가능하다. 제안된 안테나는 임피던스 정합과 방사 패턴의 향상을 위해 바주카 발룬을 사용하였다. 좀 더 개선된 3 dB 축비를 얻기 위해 최적화 과정을 거친 결과 린Y 평면에서 3 dB 축비를 만족하는 구간이 $86{\sim}282^{\circ}$로 측정되었다.