Design of an Electrically Small Antenna Using Metamaterial Structure

메타물질 구조를 이용한 전기적 소형 안테나의 설계

In this paper, a novel electrically small monopole type resonant antenna is proposed. The very short length monopole (${\iota}{\approx}{\lambda}_g/15$ ) acts as a capacitive element and the slot on the ground structure acts as an inductive element, hence the combined system with these two elements thus form an LC resonator. The equivalent circuit model of the antenna structure was used to analysis and qualify the design correctness. Although the proposed antenna has very small size, it shows good performances. The measured maximum gain and radiation efficiency of the fabricated antenna at the frequency of 2.1 GHz was 3.6 dBi and 77.8 %, respectively.

본 논문에서는 전기적 소형 모노폴 형태의 안테나가 제시되었다. 크기가 매우 짧은 (${\iota}{\approx}{\lambda}_g/15$ ) 모노폴은 용량성 소자로 동작하며, 접지면 위에 놓여진 개방형 슬롯구조는 유도성 소자로 동작하므로, 이 들 두 소자를 결합시킨 구조는 LC 공진기를 형성하게 된다. 안테나에 대한 등가회로 모델 은 안테나의 해석 및 설계의 정확성을 파악하기 위하여 사용되었다. 제안된 안테나는 매우 작은 전기적인 크기를 갖고 있으나 양호한 성능을 나타내고 있다. 측정된 안테나의 최대 이득과 효율은 주파수 2.1 GHz에서 각각 3.6 dBi 및 77.8 %를 나타내었다.