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)

서지정보

· 발행기관 : 한국ITS학회
· 수록지 정보 : 한국ITS학회 논문지 / 14권 / 3호 / 31 ~ 37페이지
· 저자명 : 김준원, 우종명

초록

본 논문에서는 GPS L1(1.575 GHz)과 L2(1.227 GHz) 대역을 수용할 수 있는 새로운 형태의 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 주파수대역 간격이 큰 이중대역 특성을 확보하기 위해 제안된 안테나는 반 파장(L2 대역) 패치 안테나의 윗면에 λ/4(L1 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 λ/4(L1 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 0.43λL × 0.43λL × 0.06λL (여기에서 λL은 1.227 GHz의 공기 중 한 파장)로 2중 구조 자세를 유지시켰다. -10 dB 대역폭은 GPS L1대역에서 120 MHz(7.6%), GPS L2대역 82.5 MHz(6.7%)로 측정되었으며, 3 dB 축비 대역폭은 172 MHz(10.9%)와 25 MHz(2.03%)로 각각 측정되어, 모두 GPS L1과 L2 대역의 요구대역폭(각각 24 MHz)을 만족한다. 한편 방사 패턴은 모든 주파수에서 마이크로스트립 안테나와 같은 브로드 사이드 패턴 형태를 형성하였다.

영어초록

In this paper, newly proposed dual-band microstrip antennas using stacked inverted-L-shaped parasitic elements are presented for GPS L1(1.575 GHz) and L2(1.227 GHz) bands. For making dual band which has large interval, λ/4(L1 band) inverted-L-shaped parasitic elements were stacked at both side of radiation apertures on the half-wavelength(L2 band) patch antennas. The resonance in the parasitic elements occurs through coupling to the patch. Next, due to using circular polarization at GPS, λ/4(L1 band) inverted-L-shaped parasitic elements was stacked using sequential rotation technique on the patch and both side of the diagonal corners of the antenna were eliminated to make dual-band circular polarization. The designed circular polarized antenna’s dimensions are 0.43λL × 0.43λL × 0.06λL (λL is the free-space wavelength at 1.227 GHz). Measured -10 dB bandwidths was 120 MHz(7.6%) and 82.5 MHz(6.7%) at GPS L1 and L2 bands. and 3 dB axial ration bandwidths are 172 MHz(10.9%) and 25 MHz(2.03%), respectively. All of these cover the respective required system bandwidths. Within each of the designed bands, a broadside radiation patterns are observed.

참고자료

· 없음