• 제목/요약/키워드: Cavity-Backed Microstrip Antenna

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모노펄스 레이다용 Cavity-Backed 마이크로스트립 안테나 개발 (Cavity-Backed Microstrip Antenna for a Monopulse Radar)

  • 박종국;나형기;구연덕;이종민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.96-103
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    • 2003
  • 본 논문에서는 모노펄스 레이다용 cavity-backed 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하고, 제작된 안테나의 측정 결과를 분석하여 레이다 시스템에 잘 적용될 수 있음을 보였다. 일반적인 마이크로스트립 안테나의 방위각 빔폭에 비해, 시스템에서 요구하는 방위각 빔폭이 상당히 넓기 때문에, 마이크로스트립 패치의 폭을 상당히 줄였으며, 이에 따른 대역폭의 감소는 유효 기판 두께를 증가시킴으로 보상하였다. 또한 각도에 따른 안테나 이득 변화에 대한 탐지 거리와 탐지 확률을 계산함으로써, 제작된 안테나가 이러한 레이다 시스템에 잘 적용될 수 있음을 보였다.

Cavity-backed Two-arm Spiral Antenna with a Ring-shaped Absorber for Partial Discharge Diagnosis

  • Kim, Han-Byul;Hwang, Keum-Cheol;Kim, Hyeong-Seok
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권4호
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    • pp.856-862
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    • 2013
  • A cavity-backed two-arm spiral antenna for partial discharge diagnosis is presented. The proposed antenna consists of a two-arm Archimedean spiral, a tapered microstrip balun as spiral antenna feed, and a ring-shaped absorber-loaded cavity. The Archimedean spiral antenna is designed for the operating frequency band of 0.3 GHz to 1.5 GHz and fed by the tapered microstrip balun. The cavity is utilized to transform the bidirectional beam into a unidirectional beam, thereby enhancing gain. The ring-shaped absorber is stacked in the cavity to reduce the reflected waves from the cavity wall. The proposed antenna is designed and simulated using CST Microwave Studio. A prototype of the proposed antenna is likewise fabricated and tested. The measured radiation patterns are directional to the positive z-axis, and the measured peak gain is 8.13 dBi at a frequency of 1.1 GHz.

적층형 Cavity-Backed 원형 마이크로스트립 안테나 해석 및 구현에 관한 연구 (Analysis and Implementation of the Stacked Cavity-Backed Circular Microstrip Patch Antenna)

  • 박경빈;정영배;최동혁;박성욱;문영찬;전순익
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.37-45
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    • 2000
  • 마이크로스트럼 안테나는 여러 가지 장점에도 불구하고 협대역이라는 단점과 배열 안테나 구현 시에 나타나 는 표면 전파에 의한 음영각의 문제점에 의해 구현에 상당한 어려움을 가지게 된다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 구조로 적층 구조와 cavity-backed 구조를 들 수 있는데, 반면 이러한 구조는 해석 및 설계가 쉽지 않은 상황이다 본 논문에서는 모우멘트볍올 사용하여 적층형 cavity-backed 원행 마이크로스트립 안테나를 해석하고 이를 이용하여 X-band 대역에서 안테나를 설계. 구현하여 봄으로써 적절한 해석이 이루어졌음을 검증하였다.

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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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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.

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.

A 42-GHz Wideband Cavity-Backed Slot Antenna with Thick Ground Plane

  • Lee, Jong-Moon;Cho, Young-Heui;Pyo, Cheol-Sig;Choi, Ik-Guen
    • ETRI Journal
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    • 제26권3호
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    • pp.262-264
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    • 2004
  • We investigate the characteristics of a wideband and high-gain cavity-backed slot antenna in terms of the reflection coefficients, radiation patterns, and gain. A cavity-backed slot antenna structure includes baffles, reflectors, and thick ground planes. The measured gain and bandwidth of a 10-dB return loss in a cavity-backed $2{\times}2$ array slot antenna with $h_1=2 $mm, d=2 mm are 15.5 dBi and nearly 27%, respectively, at 42 GHz. Baffles and reflectors are used to increase antenna gain, thus reducing the coupling among the slots on the thick ground plane.

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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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부분방전 진단용 UHF cavity-backed 스파이럴 안테나 (UHF Cavity-backed Spiral Antenna for Partial Discharge Diagnosis)

  • 김한별;김진혁;황금철;신재호
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권12호
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    • pp.89-94
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    • 2012
  • 본 논문에서는 부분방전 진단용 UHF 광대역 cavity-backed 스파이럴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 Archimedean 스파이럴 암 (arm) 패턴, 캐비티 (cavity), 그리고 급전용 tapered 발룬 (balun)으로 구성되어 있다. 제안된 스파이럴 안테나의 동작 대역은 0.3-1.5 GHz 이고, 두 개의 스파이럴 암은 마이크로스트립 tapered 발룬 구조를 통하여 급전된다. 후면에는 이득을 향상시키기 위하여 캐비티를 부착하였다. CST사의 Microwave Studio를 이용하여 제안된 안테나의 설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 설계된 안테나의 제작 및 측정을 통하여 성능을 검증하였다. 제작된 안테나는 측정된 모든 주파수에서 +z축 방향으로 지향성이 나타났고, 최대이득은 9.92 dBi 이다.