[워드2003][안테나공학]Microstrip Patch Antenna Design

소개

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CST를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나 설계

목차

1. Microstrip Patch Antenna Design
2. Line Test
3. MicroStrip Patch Antenna

본문내용

∙ Current Flow
- 왼쪽의 결과를 보면 전류는 패치의 가운데부분에서 가장 많이 흐르고 패치의 끝으로 갈수록 전류가 적게 흐르는 것을 확인 할 수 있다. 안테나에서의 방사패턴은 전류에 의해 결정되기 때문에 이 안테나의 방사는 패치안테나의 윗쪽으로 이루어 진다. 이것은 다음의 Farfield 결과로부터 확인할 수 있다.
∙ Farfield에서의 방사패턴
⇒ 위의 패턴에서 알수 있듯이 전체적인 방사는 z방향으로 메인빔이 형성되는 것을 볼 수 있고, theta와 phi각 방향에서 2차원적인 방사패턴을 확인하면 theta방향으로 지향성이 더 큰 것을 알 수 있다. 위의 파라미터 값들을 확인해보면 theta방향의 메인빔의 크기는 약 12.8dB이고, phi방향으로는 6dB정도로 작게 나타나는 것을 알 수 있다.

4. 2*2 Array Antenna를 구성하기 위한 분기회로
- Array 안테나를 구성하기 위해 아래와 같이 분기회로를 구성하였다. 4개의 패치안테나에 모두 동일한 전력이 공급되도록 하였다.

1) 2분기 회로 동작 확인
- 왼쪽과 같이 분기된 지점에 각각 포트를 달아 S-parameter를 확인하여 분기가 동위상으로 제대로 이루어 지고 있는지 확인하였다. 그 결과는 아래의 시뮬레이션에서 확인할 수 있다. 처음엔 분기회로의 라인들이 너무 가까이 있고, 포트도 다른 라인들의 간섭을 받을 정도로 가까이 있어서 제대로 분기가 되지 않아, 여러 번의 시도 끝에 적절한 사이즈의 분기회로를 구성하였다.

⇒ Simulation 결과
∙ S-parameter
위의 결과 내가 원하는 주파수(6.2GHz)에서 2, 3포트에 각 -5.7정도씩 분배되고 있음을 알 수 있다. 분배회로의 경우 패치의 사이즈로 공진주파수를 결정할 수 없어서 가장 S11 반사계수가 큰 약 4.7dB에서도 측정해보았는데 그 결과는 아래와 같다.

참고자료

· 없음