• 제목/요약/키워드: Microstrip patch antennas

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X 대역 위성통신 송/수신 겸용 마이크로스트립 안테나 (Satellite Communication Microstrip Antenna for Tx/Rx Dual Operation at X-Band)

  • 김건우;이성재
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.164-171
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    • 2014
  • 본 논문에서는 X 대역 위성통신 송/수신 겸용 마이크로스트립 배열 안테나를 설계 및 제작, 측정하였다. 본 논문에서 제시된 마이크로스트립 배열 안테나는 송신 대역과 수신 대역에서 각각 우수 원형 편파(RHCP)와 좌수 원형 편파(LHCP)를 구현하기 위해 단일 방사체로 정사각형의 방사 패치 대각 모서리를 절단한 모절삭 사각 패치(truncated square patch) 형태를 사용하고, 임피던스 대역폭 확장을 위해 기생 패치를 적층하였다. 또한, 축비 대역폭 개선을 위해 $2{\times}2$ 순차 회전 배열(sequential rotation array) 방식을 적용하였다. 제안된 안테나는 $8{\times}12$ 마이크로스트립 배열 안테나로 EM 시뮬레이터인 CST MICROWAVE STUDIO(이하 MWS)를 이용하여 설계하였고, 측정 결과는 설계 결과와 유사한 경향을 보였다. 본 논문에서 제시한 안테나는 X 대역 위성통신 송/수신 겸용 안테나로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

GPS용 마이크로스트립 패치안테나의 광대역화 (Bandwidth Broadening for the GPS Microstrip Patch Antenna)

  • 손태호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.73-79
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    • 2015
  • 윌킨슨 전력분배기 및 90도 하이브리드 회로를 각각 GPS용 마이크로스트립 패치안테나에 적용하여 넓혀진 대역특성을 비교한다. 패치는 정사각형 패치로 설계하고, 회로를 적용하기 위하여 패치안테나에 2포트 프로브 급전한다. 윌킨슨 전력분배기와 90도 하이브리드 회로를 설계하고 90도 위상차가 나는 출력 포트를 패치안테나에 공급한다. 설계된 패치와 2가지 회로를 FR4 기판에 구현하고 이들을 각각 결합한다. 구현된 안테나에 대한 정재파비 측정결과 2: 1 기준으로 윌킨슨 전력분배기 적용 때 36.5% 대역폭(1,200~1,775 MHz), 90도 하이브리드 적용 때 29.84% 대역폭(1,230~1,700 MHz)을 얻었다. 3dB 축비 대역폭은 17.14% 대역폭(1,360~1,630 MHz) 및 15.87% 대역폭(1,400~1,650 MHz)을 얻음으로써 광대역임이 입증되었고, 윌킨스 전력분배기 적용이 90도 하이브리드 적용보다 좀 더 넓은 대역폭이 나타났다. 무반사실에서 측정한 안테나의 최대이득은 GPS 중심주파수에서 각각 2.84 dBi 및 2.75 dBi를 얻었다.

Broadband Microstrip Patch Antenna

  • 이호준;이재영;김종규
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.230-233
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    • 2003
  • In this paper, the wideband microstrip patch antennas for the Personal communications Service $(PCS\;:\;1750\~1870\;MHz)$ and International Mobile Telecommunications-2000 $(IMT-2000\;:\;1920\~2170\;MHz)$ dual band are studied. Experimental and simulation results on the dual band antenna are presented. Simulation results are in good agreement with measurements. The experimental and simulation results confirm the wideband characteristics of the antenna. The studied antenna satisfied the wideband characteristics that are required characteristics for above 420 MHz impedance bandwidth for the PCS and IMT-2000 dual band antenna. In this paper, through the designing of a dual band antenna, we have presented the availability for PCS & IMT-2000 base station antenna. An impedance bandwidth of $31\%(VSWR<1.5,\;615\;MHz)$ and a maximum gain of 7dBi can be achieved. The radiation pattern is stable across the passband.

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Slotted Implantable Patch Antenna for ISM Band Application and Its Usage in WiMAX with an I-Shaped Defected Ground Structure

  • Ayubi, Adil Al;Sukhija, Shikha;Sarin, Rakesh Kumar
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제18권6호
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    • pp.359-363
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    • 2017
  • A slotted implantable patch antenna with microstrip feeding is proposed for industrial, scientific, and medical band applications. The result is verified by implanting the antenna in animal tissue. Further, by varying the ground width and introducing a defect into the ground structure, the antenna becomes applicable for worldwide interoperability for microwave access operations. A simulation is performed using Empire XCcel software. An Agilent vector network analyzer is used for analyzing the return loss performance. Simulated and measured results are compared. Antennas with and without defected ground structure both have key advantages including low profile, desirable return loss, good impedance matching and required bandwidth.

Shorted metallic patch 를 이용하여 두 포트 사이의 고립도를 향상 시킨 이중대역 이중편파 안테나 (A dual-frequency and dual-polarization antenna with enhanced isolation between two ports using shorted metallic patches)

  • 이동현;김재희;장종훈;임윤택;박위상
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.67-68
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    • 2006
  • A suspended microstrip line structure over mushroom-like SMPs is designed and is applied to a dual-frequency and dual-polarization microstrip patch antenna. This structure has a distinctive and sharp rejection band and provides near 0 dB insertion loss outside the rejection band. Applying the structure to the conventional DFDP antenna enhanced the isolation between the two ports more than 20 dB. The structure is expected to have a wide range of applications in antennas and filters due to its compactness and integrability in circuits.

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An Improvement of Closed-Form Formula for Mutual Impedance Computation

  • Son, Trinh-Van;Hwang, Keum Cheol;Park, Joon-Young;Kim, Seon-Joo;Shin, Jae-Ho
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제13권4호
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    • pp.240-244
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    • 2013
  • In this paper, we present an improvement of a closed-form formula for mutual impedance computation. Depending on the center-to-center spacing between two rectangular microstrip patch antennas, the mutual impedance formula is separated into two parts. The formula based on synthetic asymptote and variable separation is utilized for spacings of more than 0.5 ${\lambda}_0$. When the spacing is less than 0.5 ${\lambda}_0$, an approximate formula is proposed to improve the computation for closely spaced elements. Simulation results are compared to computational results of mutual impedances and mutual coupling coefficients as functions of normalized center-to-center spacing in both E- and H-plane coupling configurations. A good agreement between simulation and computation is achieved.

Wideband 4×8 Array Antennas with Aperture Coupled Patch Antenna Elements on LTCC

  • Jun, Dong-Suk;Bondarik, Alexander;Lee, Hong-Yeol;Ryu, Han-Cheol;Paek, Mun-Cheol;Kang, Kwang-Yong;Choi, Ik-Guen
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권3호
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    • pp.150-157
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    • 2010
  • We proposed a $4{\times}8$ array antenna with aperture-coupled patch antenna elements. The antenna was designed for 60 GHz operation and fabrication on the low-temperature cofired ceramic(LTCC) substrate($\varepsilon_r$=5.8). The feedline with the stub was designed to enhance the radiating element bandwidth and the transition characteristics between the waveguide (WG) and microstrip line(MSL). Through the optimization of the antenna and feedline geometry, the antenna gain and the performance of the 10 dB bandwidth were 20.2 dBi and 13 % up, respectively. The measured results agreed with the simulated ones.

GPS용 역 L형 기생소자를 이용한 이중대역 마이크로스트립 안테나 설계 (A Design of Dual-band Microstrip Antennas using Stacked Inverted-L-shaped Parasitic Elements for GPS Applications)

  • 김준원;우종명
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.31-37
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    • 2015
  • 본 논문에서는 GPS $L_1(1.575GHz)$$L_2(1.227GHz)$ 대역을 수용할 수 있는 새로운 형태의 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 주파수대역 간격이 큰 이중대역 특성을 확보하기 위해 제안된 안테나는 반 파장($L_2$ 대역) 패치 안테나의 윗면에 ${\lambda}/4$($L_1$ 대역)크기의 역 L형 기생소자들을 방사 개구면 양측에 적층하였다. 패치 소자와 기생소자들 간의 커플링을 통하여 공진시킴으로써 선형편파 이중대역 특성을 얻을 수 있었다. 다음으로 GPS의 경우 원형편파를 사용하기 때문에 패치 상에 ${\lambda}/4$($L_1$ 대역) 역 L형 기생소자를 서로 직각으로 시퀀셜 로테이션 기법을 이용하여 적층 시키고, 안테나의 한쪽 대각선 양 끝을 절개하여 원형편파 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 이렇게 설계된 원형편파 안테나의 크기는 $0.43{\lambda}L{\times}0.43{\lambda}L{\times}0.06{\lambda}L$ (여기에서 ${\lambda}L$은 1.227 GHz의 공기 중 한 파장)로 2중 구조 자세를 유지시켰다. -10 dB 대역폭은 GPS $L_1$대역에서 120 MHz(7.6%), GPS $L_2$대역 82.5 MHz(6.7%)로 측정되었으며, 3 dB 축비 대역폭은 172 MHz(10.9%)와 25MHz(2.03%)로 각각 측정되어, 모두 GPS $L_1$$L_2$ 대역의 요구대역폭(각각 24 MHz)을 만족한다. 한편 방사 패턴은 모든 주파수에서 마이크로스트립 안테나와 같은 브로드 사이드 패턴 형태를 형성하였다.

해상인명 구조통신을 위한 UHF ISM 대역 평판형 마이크로스트립 안테나 설계 (Design of Planar Microstrip Antenna at UHF ISM band for the Safety Communication of Life at Sea)

  • 이인곤;홍익표
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.62-68
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    • 2012
  • 본 논문에서는 해양인명구조 시스템에서 송신부인 구명조끼의 무선 송신기로부터 송신된 조난 신호를 효과적으로 수신하기위한 426MHz 대역 패널 형태의 평판형 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작이 용이하고, 가벼우며, 적은 제작비용이 장점인 마이크로스트립(Microstrip) 안테나 구조를 이용하였으며, 협대역, 저이득, 큰 사이즈 특성을 극복하기 위하여 IDMA(Identical Dual Patch Microstrip Antenna with Air-Gap) 구조를 응용하여 설계하였다. 안테나는 유전율 4.3, 두께 1.6mm를 갖는 FR4를 사용하여 제작하였으며, 측정된 안테나의 대역폭은 $S_{11}=-10dB$ 이하에서 28.7MHz(약 6.6%), 이득은 426MHz에서 3.04dBi로 우수한 특성을 얻었다. 또한, 상용 송수신모듈을 사용한 거리측정 실험을 통하여 5km 이상의 송수신거리의 안정적인 통신성능을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 안테나는 향후 UHF 대역 통신시스템의 기지국분야에 다양하게 응용될 수 있을 것이다.

상호결합 특성이 고려된 기생소자를 갖는 구형 마이크로스트립 안테나 해석 (Analysis of the Rectangular Microstrip Antenna with Parasitic Elements Considering the Mutual Coupling Characteristics)

  • 손건호;윤리호;홍재표;조영기;손현
    • 전자공학회논문지A
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    • 제28A권12호
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    • pp.12-17
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    • 1991
  • In this paper, E-plane gap-coupled rectangular microstrip antennas with parasitic elements are analyzed. The mutual coupling between the radiating edges is represented as the voltage-dependent current source. The gap coupling between the patch and parasitic element is characterized with the REC(Radiating Edges-Coupling) model, and the conventional transmission line model is used to obtain the equivalent circuit of the antenna. The return loss of the rectangular microstrip antennas with short-and open-circuit parasitic elements are calculated and compared with the measured values. The theoretical values including the mutual coupling are more in agreement with the measured values than the calculated values without the mutual coupling.

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