넛치 안테나는 진행파형 안테나로서 공진형 안테나에 비해 광대역 특성과 넓은 빔 폭을 가지므로 광대역 위상 배열 안테나의 복사 소자로 사용되어진다. 본 논문에서는 단일 복사 소자의 해석으로 무한 배열 안테나를 모의할 수 있는 도파관 시뮬레이터를 이용하여 3 : 1 이상의 주파수 대역과 $\pm$45$^{\circ}$의 빔 조향 범위를 만족하는 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나를 설계하였다. 설계된 단일 소자의 등가회로 모델링을 통해 단일 소자와 무한 배열소자에서의 임피던스 특성을 비교하였으며, 설계된 결과를 이용하여 1$\times$9배열 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 전체를 해석하였다. 이때 구해진 안테나간 상호 결합 계수를 이용하여 각 소자의 빔 조향 각도에 따른 능동 반사 계수를 구하였으며, 능동 소자 패턴을 통해 빔 조향에 따른 이득의 변화를 살펴보았다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제15권4호
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pp.199-204
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2017
A compact dual-band half-ring-shaped (HRS) bent slot antenna fed by a coplanar waveguide for wireless local area network (WLAN) and worldwide interoperability for microwave access (WiMAX) applications is presented. The antenna consists of two HRS slots with different lengths and widths. The two HRS slots are connected through an arc-shaped slit, and the upper HRS slot is bent in order to reduce the size of the antenna. The optimized dual-band HRS bent slot antenna operating in the 2.45 GHz WLAN and 3.5 GHz WiMAX bands is fabricated on an FR4 substrate with dimensions of 30 mm by 30 mm. The slot length of the proposed dual-band slot antenna is reduced by 35%, compared to a conventional dual-band rectangular slot antenna. Experimental results show that the proposed antenna operates in the frequency bands of 2.40-2.49 GHz and 3.39-3.72 GHz for a voltage standing wave ratio of less than 2, and measured gain is larger than 1.4 dBi in the two bands.
직각 도파관 내의 주 모드인 TE$_{10}$ 모드의 필드 분포를 기준으로 만든 전송선 등가 모델을 바탕으로 슬롯 결합의 결합을 통해 급전하는 도파관 슬롯 배열 안테나를 설계하였다. 이를 위해 도파관 중심에 위치한 기울어진 슬롯(결합 슬롯)의 적절한 각도와 도파관 축 방향 슬롯(방사 슬롯)의 이격거리를 구해낸 후, 이를 EM 시뮬레이션을 통해 전자기적 특성을 파악하고 특성을 분석하였으며 실제 제작품 측정 결과 비교하였다. 측정된 반사손실 대역폭은 중심주파수 9.15 GHz에서 180 MHz, 부엽레벨은 -25 dB 이하, 반 전력 빔폭은 약 9$^{\circ}$, 이득은 25.5 dB이며 이러한 결과는 시뮬레이션 데이터와 유사하다.
새로운 주파수 가변 이중 대역 안테나를 제안한다. 기존의 기판집적형 도파관(SIW: Substrate-Integrated Waveguide)에 비하여 1/8 크기를 갖는, 전기적으로 작은 1/8차 기판집적형 도파관(EMSIW: Eighth-Mode Substrate-Integrated Waveguide) 공진기 구조를 이용하여 전기적으로 작은 크기의 안테나를 설계하였다. 설계한 EMSIW 안테나 표면에 상보적 분할 링 공진기(CSRR: Complementary Split Ring Resonator) 구조를 추가적으로 탑재하여 이중 대역에서 동작할 수 있게 하였다. EMSIW와 CSRR 구조는 각각 1.575 GHz(GPS), 2.4 GHz 대역(WLAN) 주파수 대역을 만족시킬 수 있어 이중 공진 특성을 만족하였다. 기본적으로 CSRR은 대역폭이 좁기 때문에 Varactor 다이오드를 탑재시켜 주파수를 2.4 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 가변할 수 있게 하였다. 그에 따라 WLAN 표준에서 사용하고 있는 채널 선택 기능 또한 구현할 수 있다. Varactor 다이오드에 따라 EMSIW의 공진은 독립적으로 고정되어 GPS 주파수 수신을 안정적으로 유지할 수 있도록 설계하였다. 결과적으로 DC 바이어스 전압을 11.4 V에서 30 V로 변경함에 따라 GPS 대역 주파수는 고정되어 있고, WLAN 대역의 공진 주파수가 2.38 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 변화한다. 시뮬레이션, 측정값 사이에 반사 손실, 방사 패턴 특성이 잘 일치함을 관찰할 수 있었다.
A decoupled, wide-band, perfectly magnetically conductor(PMC)-backed air waveguide antenna is designed and constructed for the use of the continuous electromagnetic wave ground penetrating radar in the frequency range from 200MHz to 600MHz. Two planar dipoles are located inside air slab covered by PMC on the top side and separated by an air gap from the bottom ground interface. The coupling between the transmitting and the receiving dipoles is calculated by less than -60dB over the frequency from 200MHz to 600MHz.
Periodically slotted dielectrically filled paralled-plate waveguide as a leaky wave antenna is analysed for E-polarization case. The homogeneous linear equation whose unknown is the surface current density over the conducting strip is formulated, from which the complex propagation constant is calculated and compared with the previous results. Good correspondence between them is observed. And a method for the radiation pattern is also considered.
Design methods are presented for a broadband corrugated horn antenna operating X/Ku band (7.25-14.5 CHz). The corrugated horn consists of a circular waveguide taper, a mode converter, a waveguide-to-horn transition, and a hem section. Methods of design are presented for each section. The designed antenna shows excellent characteristics over the entire operating frequency range.
본 논문에서는 슬롯에 흐르는 자류를 이용한 CPW 급전 방식의 분리된 양팔 스파이럴 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 슬롯 끝단에서 단락되었다는 점과 두 스파이럴 팔이 분리되어 따로 회전한다는 특징을 갖는다. 자계의 위상차로 인한 상쇄를 최소화하기 위해 두 개의 스파이럴 슬롯에 $180^{\circ}$ 위상차를 갖는 자계가 급전되도록 하였다. 일반 스파이럴 안테나와는 달리 발룬(balun) 회로 없이 두 팔 평면 스파이럴 안테나를 구현하였기 때문에 안테나 전체 크기를 현저히 줄일 수 있다. 다양한 파라미터의 시뮬레이션을 통하여 주파수 특성을 분석하였고, 제작된 안테나는 $2.7{\sim}12\;GHz$ 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실 값을 얻을 수 있었다.
밀리미터파 대역인 W-대역에서 초고이득 반사배열안테나를 구현하기 위하여 이중 반사판형태 중 주 반사판으로 향하는 전파가 급전부로 되돌아오지 않도록 하여 안테나의 효율 및 이득 특성을 크게 개선한 축이동 그레고리안 안테나를 금속 반사배열안테나 형태로 구현하였다. 금속 반사배열안테나의 경우, 유전체를 이용한 반사배열의 안테나와 달리 기판에 의한 손실이 없으며, 금속가공만으로 제작될 수 있는 제작의 편의성을 갖고 있다. 본 논문에서는 사각형 금속 개구의 배열을 이용하여 50 dBi 이상의 초고이득 축이동 금속 반사배열안테나를 설계하고, 일반적인 기계 가공을 이용하여 안테나를 제작하였으며, 제작된 안테나는 밀리미터파 컴팩트 레인지 안테나 측정시스템을 이용하여 검증하였다.
Kim Sung-Hak;Wen Lijun;Ko Han-Woong;park Dong-Hee;Ahn Bierng-Chearl
Journal of electromagnetic engineering and science
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제5권1호
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pp.14-20
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2005
In this paper, a technique is presented for broadbanding the bow-tie slot antenna fed by a CPW(coplanar waveguide). The bandwidth performance of existing bow-tie slot designs is greatly enhanced by optimizing the slot shape and properly adjusting the characteristic impedance of the coplanar waveguide feeding the slot. To connect the 50-ohm input coaxial line to the CPW feed line, a linear taper in the CPW is employed. The designed antenna shows a 3.5 $\~$ 10.0 GHz impedance bandwidth, a 3.5 $\~$ 6.0 GHz pattern bandwidth, and a 5.5 $\~$ 7.5 dBi gain over 3.5 $\~$ 6.0 GHz. Above 6.0 GHz, the antenna radiation pattern appreciably deviates from the typical dipolar pattern.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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