초소형 드론 탑재용 GPS 대역 마이크로스트립 안테나의 소형화 (Miniaturization of GPS Microstrip Antenna for Small Drone)

서지정보

· 발행기관 : 한국ITS학회
· 수록지 정보 : 한국ITS학회 논문지 / 21권 / 3호 / 62 ~ 72페이지
· 저자명 : 김완기, 우종명

초록

본 논문에서는 초소형 드론에 탑재가 가능하도록 소형화한 GPS 대역(   대역 중심 주파수: 1.575 GHz) 안테나를 제안하였다. 소형화는 λ/4 마이크로스트립 안테나를 기저로 섭동법을적용시키고, 패치 가장자리의 전류 길이를 길게 하는 개념으로 실현시켰다. 제안된 안테나는10 mm × 9 mm × 10 mm(0.05 λ × 0.05 λ × 0.05 λ) 크기의 스티로폼( ε r=1.06, 두께=10 mm) 표면에 장착 가능한 인쇄형으로 제작하였다. 임피던스 매칭을 위해 급전 선로의 두께 및 길이, 단락 스터브 간의 간격을 조절하였으며, 그 결과, 제작된 안테나는 중심주파수 1.575 GHz에서 은 -38.6 dB를 얻었으며, 방사 패턴 측정 결과, 0° 방향에서 xz-plane의  성분 이득 1.87 dBi, yz-plane의 Eθ 성분 이득 –1.7 dBi의 특성을 얻었다. 결과적으로, λ/2 마이크로스트립 패치안테나와 비교하여 98.8 %의 체적 축소율을 확보함으로써, 초소형 드론에 탑재가 가능한 GPS 안테나로써 활용이 가능함을 제시하였다.

영어초록

In this study, a miniaturized GPS band(   : 1.575 GHz) antenna that can be mounted on a small drone is proposed. The miniaturization was designed by applying the perturbation method based on the λ/4 microstrip antenna and lengthening the current path at the edge of the patch. The miniaturized antenna was fabricatred such that it could be attached to the surface of styrofoam( ε r=1.06, t=10 mm) having a size of 10 mm × 9 mm × 10 mm (0.05 λ × 0.05 λ × 0.05 λ). The thickness and length of the feeding line and the spacing between short stubs were adjusted for impedance matching.   was found to be –18.8 dB at the center frequency of the fabricated antenna, 1.575 GHz. The radiation pattern measurement results show that the maximum gain of  is 1.87 dBi in 0 directions in the xz-plane, and that Eθ is an omnidirectional characteristic with an average gain of –1.7 dBi in the yz-plane. It was found that the antenna can be used as an ultra-small microstrip antenna, which can be mounted on a small dron for GPS, and is capable of preserving a reduction ratio of 98.8% as compared to a λ/2 microstrip patch antenna.

참고자료

· 없음