ENG 영차 공진을 이용하여 대역폭이 개선되고 지향성 방사 패턴을 갖는 하이브리드 안테나

초록

본 논문에서는 epsilon negative(ENG) 영차 공진과 TM010-모드를 결합하여 넓은 대역폭을 갖고, 지향성 방사 패턴을 갖는 하이브리드 안테나를 제안한다. ENG 영차 공진을 얻기 위해 버섯 구조를 이용하였고, TM010 모드를 얻기 위해 패치 안테나를 이용하였다. 이 두 개의 안테나 사이에 갭을 주어 하나의 동축 선로 급전 구조로 두 개의 안테나를 결합하였다. ENG ZOR 주파수는 4 GHz, TM010의 주파수는 3.9 GHz로 설계하였다. 두 주파수가 근접해 있기 때문에 이중 공진을 형성할 수 있고, 따라서 대역폭을 확장시킬 수가 있다. ENG ZOR 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 갖지만, ENG ZOR 주파수와 TM010의 주파수가 매우 근접해 있기 때문에 전방향성의 방사 패턴의 널 부분을 TM010 모드 방사가 보상해줄 수 있어 제안된 안테나는 지향성 방사 패턴을 갖는다. 제안된 안테나는 버섯 구조의 단위 셀을 각각 4개, 3개, 2개로 줄여나가면서 3가지 종류로 설계하여 특성을 분석하였다. 각각의 제안된 안테나는 비대역폭 4.29～4.95 %, 이득 3.16～5.57 dBi, 효율 62.4～94.2 %의 특성을 가지고 있다.

키워드