• 제목/요약/키워드: Cavity-Backed Antenna

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FSS 구조를 이용한 Cavity-Backed 고이득 이중 대역 마이크로스트립 안테나 설계 (Design of Cavity-Backed High Gain Dual Band Microstrip Antenna Using Frequency Selective Surface)

  • 김병철;추호성;박익모
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.152-163
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    • 2010
  • 본 논문에서는 Frequency Selective Surface(FSS)를 이용하여 IEEE 802.11a/b 대역에서 11 dBi 이상의 이득과 유사한 모양의 복사 패턴을 가지며 동작하는 cavity-backed 이중 대역 마이크로스트립 안테나를 제안한다. 안테나의 크기는 $71.5{\times}42.0{\times}6.6\;mm^3$이고, FSS의 크기는 $120.0{\times}120.02\;mm^3$, 그리고 cavity를 포함한 접지면의 크기는 $150.0{\times}145.0\;mm^3$이다. 안테나는 동축 케이블을 이용하여 급전하였으며, 안테나와 FSS는 비유전율이 3.38인 RO4003 기판 위에 설계하였다. 전산 모의 실험 결과, VSWR<2 기준으로 2.369~2.517 GHz와 5.608~5.833 GHz의 대역폭을 가지며, 각 대역의 중심 주파수에서의 이득은 11.23 dBi와 12.60 dBi다.

삼각형 격자 구조를 가지는 Cavity-backed 원형 마이크로스트립 배열 안테나 해석에 관한 연구 (Analysis of the Cavity-backed Circular Microstrip Array antenna with Triangular Grid)

  • 박경빈;정영배;최동혁;박성욱;문영찬;전순익
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1337-1345
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    • 2000
  • 마이크로스트립 안테나는 경량, 평면 구조와 대량 생산 등의 장점에 의해 최근 각광을 받고 있다. 특히 식각 기술에 의한 제조 등의 장점으로 인해 배열 안테나로서 강점을 나타내며 집중적인 연구의 대상이 되고 있다. 반면 몇 가지 단점에 의해 설계 및 제작 상에 어려움을 겪게 되는데 표면 전파(surface wave)에 의한 음영각(scanblindness) 발생 및 이에 의한 조향각(scan angle)의 제한 등을 들 수 있다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 해결 할 수 있는 cavity-backed 마이크로스트립 방사소자를 사용하여 위상 배열 안테나 구조에서 강점을 나타내게 되는 삼각형 구조 배열 안테나를 해석하는 알고리즘을 설명하고 이를 통해 이러한 구조가 실제 성능의 개선을 가져 올 수 있음을 보이고자 한다.

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Forced Resonant Type Cutoff Cavity-Backed Aperture Antennas Loaded with a Single External Reactance

  • Kim Ki-Chai;Hirasawa Kazuhiro
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제5권3호
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    • pp.105-111
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    • 2005
  • This paper presents the basic characteristics of a cutoff cavity-backed aperture antenna with a feed post and a parasitic post inserted parallel to the aperture. It is shown that this type of antenna forcibly resonates the cutoff cavity by adding a single external reactance to the parasitic post. The Galerkin's method of moments is used to analyze integral equations for the unknown electric current on each post and the aperture electric field on the aperture. The value of an external reactance for forced resonance is analytically obtained by deriving a determining equation. Also the current distribution on each post, aperture electric field distributions, and the radiation patterns are discussed. The theoretical analysis is verified by the measured return loss and radiation patterns.

0.5~2 GHz 캐비티 백 스파이럴 안테나 설계 (Design of a 0.5~2 GHz Cavity-Backed Spiral Antenna)

  • 전남두;신동훈;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.269-277
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    • 2010
  • 본 논문에서는 0.5~2 GHz 캐비티 백 스파이럴 안테나 설계에 대하여 기술하였다. 안쪽 부분은 Archimedean 스파이럴로, 바깥 부분은 log 스파이럴로 구현된 암(arm) 패턴, 백 캐비티(backing cavity), 그리고 급전용으로 Marchand 동축형 밸런을 설계하였다. 동작 대역의 저주파 대역에서 안테나 특성을 향상시키기 위하여 종단 저항을 사용하였다. CST사의 MWS툴을 이용하여 시뮬레이션 하였고, VSWR, 축비(axial ratio), 이득 그리고 반전력 빔폭을 고찰하였다. 최종적으로 제작 및 측정을 통해 설계 방법의 타당성을 검증하였고, 상용 스파이럴 안테나와의 성능을 비교하였다.

구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나 설계 (Design of a High Gain Microstrip Antenna with Rectangular Cavity Backed)

  • 임정섭;이문수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.822-828
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    • 2001
  • 본 논문에서는 구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 단일 마이크로스트립 패치는 기본적으로 이득이 낮다. 이득개선법에 따라 상층기판을 두는 기술이 캐비티 부착형 $2\times2$ 마이크로스트립 배열 안테나에 적용된다. 안테나를 설계함에 있어서 비록 캐비티가 커짐에 따라 이득이 증가하지만 캐비티 크기가 $3\times3$ 파장이면 충분하다. 방사 소자간의 길이는 1.5배의 자유공간 파장으로 한다. 안테나 방사특성은 IE3D 소프트웨어로 계산되고 측정치와 실험적으로 비교한다. 실험 결과는 최대 이득이 9.16GHz에서 18.6dBi의 이득을 가지고 이는 계산결과와 잘 일치한다.

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전후방비가 개선된 Cavity-Backed 마이크로스트립 다이폴 배열 안테나 설계 (Design of Cavity-Backed Microstrip Dipole Array Antennas with Enhanced Front-to-Back Ratio)

  • 유동균;전정익;이형기;최학근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.37-44
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    • 2009
  • 본 논문에서는 TRS(Trunked Radio System: $806{\sim}866\;MHz$) 대역의 전후방비 특성이 우수한 이동통신 기지국용 배열 안테나를 제안하였다. 제안된 배열 안테나는 양호한 전후방비 특성을 갖도록 후면에 캐비티를 둔 마이크로스트립 다이폴 안테나를 복사 소자로 하고, 이를 $5{\times}3$ 배열한 안테나이다. 제안된 안테나의 타당성을 보이기 위하여 $5{\times}3$ 배열 안테나를 설계 제작하고 복사 특성을 측정하였다. 복사 특성 측정 결과, 제안된 배열 안테나는 사용 주파수 범위에서 이득 13.3 dBi 이상, 전후방비 40 dB 이상을 갖는 것으로 나타났다. 이로서 본 논문에서 제안된 배열 안테나는 후방 로브 특성이 우수한 기지국 안테나로 널리 이용될 수 있음이 확인되었다.

Compact Circularly Polarized Composite Cavity-Backed Crossed Dipole for GPS Applications

  • Ta, Son Xuat;Han, Jae Jin;Park, Ikmo
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제13권1호
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    • pp.44-50
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    • 2013
  • In this paper, we present a circularly polarized (CP) composite cavity-backed crossed dipole antenna for global positioning system (GPS) applications. We produce the CP radiation by crossing two dipoles through a $90^{\circ}$ phase delay line of a vacant-quarter printed ring, which also has a broadband impedance matching characteristic. Two techniques, insertion of meander lines in the dipole arm and arrowhead-shaped trace at its end, are employed to reduce the sizes of the primary radiation element. The compact radiator is backed by a cavity reflector to achieve a wide CP radiation beamwidth. The proposed antenna exhibits a measured bandwidth of 1.450~1.656 GHz for a voltage standing wave ratio (VSWR) < 2 and 1.555~1.605 GHz for AR < 3-dB. At 1.575 GHz, the antenna has a gain of 7 dBic, a frontto-back ratio of 27 dB, AR of 1.18 dB, and 3-dB AR beamwidths of $130^{\circ}$ and $132^{\circ}$ in the x-z and y-z planes, respectively.

원형 공진기 구조 마이크로스트립 안테나 해석 및 구현 방법 연구 (The Analysis and Implementation of Cavity-backed Circular Microstrip Patch Antenna)

  • 박경빈;정영배;최동혁;박성옥;문영찬;전순익
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권12호
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    • pp.1-8
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    • 2000
  • 본 논문에서는 모우멘트법을 사용하여 공진기 구조(cavity-backed) 마이크로스트립 방사 소자를 해석, 설계하고 이를 제작하여 검증하였다. 또한 본 논문에서 제안한 알고리즘을 설명하고 이러한 알고리즘을 구현 한 해석 프로그램을 사용하여 공진기 구조 마이크로스트립 방사 소자의 주요 설계 치수를 변화 시키면서 방사 소자의 특성 변화를 살펴 봄으로써 실제 설계에서 사용되어질 수 있는 지표를 도출하고자 하였다. 또한 이러한 구조가 배열 안테나로 사용될 경우 실제로 음영각(scan blindness) 발생을 억제할 수 있는 지를 해석해 봄으로써 공진기 구조 마이크로 스트립 안테나의 유용성을 확인해 보았다.

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2~18 GHz 광대역 캐비티 백 스파이럴 안테나 설계 (Design of a 2~18 GHz Wideband Cavity-Backed Spiral Antenna)

  • 조정래;박진오;유병석;정운섭;정우성;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.1166-1174
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    • 2008
  • 본 논문에서는 $2{\sim}18$ GHz 광대역 캐비티 백 스파이럴 안테나 설계에 대하여 기술하였다. Archimedean 스파이럴 안테나의 설계 기법을 바탕으로 스파이럴 안테나의 암 패턴과 백 캐비티를 설계하고, CST사의 MWS를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션을 통하여 안테나의 VSWR, 축비(axial ratio) 그리고 반전력 빔 폭을 고찰하였다. 또한, 동작 대역에서 요구되는 VSWR 특성을 만족시키는 Marchand 동축형 밸런을 설계하였다. 최종적으로 제작 및 측정을 통해 안테나의 성능 및 설계 방법의 타당성을 검증하였다.