개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 안테나 설계

소개

개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 안테나의 설계
Microstrip Antenna는 유전체 판의 한 면은 접지판으로 하고 다른 면은 strip 선로나 slot선로로 회로를 구성하는 것으로 인쇄기판으로 제작하기 때문에 제작이 쉽고, 대량 생산에 적합하며 높이가 낮고 견고 하다는 등의 여러 가지 특징이 있다. Microstrip Antenna는 대역이 좁고 이득이 낮은 단점은 있으나, 같은 기판위에 다른 Microstrip 집적 회로(IC) 소자들과 쉽게 결합할 수 있어 휴대폰과 같은 밀리미터 대역의 소형기기에 많이 사용되고 있다. 그 중 단일 Patch Antenna의 대역폭을 조금 더 개선한 Aperture-Coupled Cavity-Fed Microstrip Patch Antenna를 설계해 보았다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 마이크로스트립 안테나(Microstrip Antenna
1. 마이크로스트립 안테나 구조
2. 설 계 공 식
3. 특성 임피던스

Ⅲ. 마이크로스트립 안테나의 계산
1. 복 사 전 력 (Radiated power
2. 소비전력( Dissipated power
3. 저장에너지 (Stored Energy
4. 입력 임피던스 (Input Impedence

Ⅳ. Aperture Coupled Microstrip Patch Antenna
1. 장 점
2. 일반적인 구조
3. 등가적 모델

Ⅴ. Aperture-Coupled Cavity-Fed Microstrip Patch Antenna의 설계
1 CST를 이용해 설계한 Aperture Coupled Microstrip patch Antenna
2. 공진 주파수
3. Smith chart
4 Farfield에서의 복사 패턴

Ⅵ. 결 론

참고 문헌

본문내용

Ⅰ. 서 론

Microstrip Antenna는 유전체 판의 한 면은 접지판으로 하고 다른 면은 strip 선로나 slot선로로 회로를 구성하는 것으로 인쇄기판으로 제작하기 때문에 제작이 쉽고, 대량 생산에 적합하며 높이가 낮고 견고 하다는 등의 여러 가지 특징이 있다. Microstrip Antenna는 대역이 좁고 이득이 낮은 단점은 있으나, 같은 기판위에 다른 Microstrip 집적 회로(IC) 소자들과 쉽게 결합할 수 있어 휴대폰과 같은 밀리미터 대역의 소형기기에 많이 사용되고 있다. 그 중 단일 Patch Antenna의 대역폭을 조금 더 개선한 Aperture-Coupled Cavity-Fed Microstrip Patch Antenna를 설계해 보았다.


Ⅱ. 마이크로스트립 안테나(Microstrip Antenna)

1. Microstrip Antenna 구조

마이크로스트립 안테나는 박형이며, 가볍고, 부착력이 좋은 특성을 가지며, 제작이 쉽고 저렴하며, 능동소자와의 집적화가 용이하여 많은 연구가 되고 있는 분야이다.
그러나 이 안테나는 좁은 대역폭을 가지면 spurious 방사가 있고, 방사 전력이 작은 단점을 가진다.
일반적인 구조는 <그림1>과 같다. 이때 마이크로스립 또는 동축선에 의해 공급된 전력에 의해 패치에 fringe field가 발생되며 이 fringe field에 등가되는 magnetic 소스에 의해 전파가 유기된다.

2. 설계 공식

<그림1>의 Microstrip patch antenna의 폭 W와 길이 L은 다음 식을 이용하여 구할 수 있다.
여기서 실효 유전율은

, for W/h≥1

마이크로스트립 패치 안테나의 공진주파수 fｒ은 다음과 같다.

여기서 ∆l 은 아래 식으로 구할 수 있다.

3 특성 임피던스
특성입피던스 Zｃ는 다음과 같다.

여기서 (유전체 폭)
(자유공간상의 파동 임피던스)
위상정수 β, 감쇠정수 α는 다음과 같다.
여기서 (자유공간상의 파수), tan(실효 손실 탄젠트)이다.

참고자료

· • 안테나 이론과 설계, 윤영준 ,교보문고 2000
· • 안테나 공학, 박영태, 인터비젼
· • 안테나 공학, 김동률, 기전 연구사
· • 안테나. 전파공학, 김규환, 기다리