[논문 리뷰] Stacked Patch Antenna With Cross Slot Electronic Band Gap Structure

N. S. Raghava, Асок Де외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 10. 16.

Microwave Engineering and Waveguides참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 성능 향상을 위해 크로스슬롯 전자 밴드 갭(Electronic Band Gap, EBG) 구조와 단락 핀을 통합한 스택드 패치 안테나를 제안한다. 프로브 푸시 위치를 최적화하고 EBG의 스톱밴드 특성을 활용함으로써, 2.586 GHz에서 99.06%의 복사 효율을 달성하며, 무선 통신 응용 분야에서 향상된 이득 및 감소된 표면파를 입증한다.

ABSTRACT

A cross slotted electronic band gap (EBG) with stacked rectangular patches shorted with a shorting pin is proposed in this paper. The study is being done on how the various parameters are varied by changing the probe feed location. The design is constructed by using stacking of patches, shorting pin and cross slotted EBG to form an optimized antenna design with antenna efficiency of approximately 99.06%. The radiation patterns are given at 2.586 GHz which can be used for wireless communications.

연구 동기 및 목표

• 무선 통신을 위한 소형 마이크로파 안테나에서 복사 효율과 이득을 향상시키기 위해.
• 전자 밴드 갭(EBG) 구조를 사용하여 패치 안테나에서 표면파의 진동을 억제하기 위해.
• 스택드 패치 구조에서 프로브 푸시 위치가 복사 패턴과 효율에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 스택드 패치, 단락 핀, 크로스슬롯 EBG 구조의 통합을 통해 안테나 성능을 최적화하기 위해.

제안 방법

• 두 개의 수직으로 스택된 복사 패치를 가진 스택드 직사각형 패치 안테나를 설계하였다.
• 패치를 지면에 연결하기 위해 단락 핀을 사용하여 대역폭과 이득을 향상시켰다.
• 지면에 크로스슬롯 EBG 구조를 에칭하여 표면파를 억제하고 스토프밴드를 생성하였다.
• 복사 효율과 패턴 특성에 대한 영향을 분석하기 위해 프로브 푸시 위치를 매개변수적으로 변화시켰다.
• 희망하는 성능 지표를 달성하기 위해 전자기 시뮬레이션 도구를 사용하여 안테나를 시뮬레이션하고 최적화하였다.
• 최종 설계는 2.586 GHz에서 측정된 복사 패턴과 효율을 통해 검증되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 프로브 푸시의 위치는 스택드 패치 안테나에서 복사 효율과 이득에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 크로스슬롯 EBG 구조는 패치 안테나에서 표면파를 어느 정도 억제할 수 있는가?
• RQ3 패치 스택킹, 단락 핀 추가, EBG 통합의 병합 효과는 전체 안테나 효율에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 제안된 구조는 무선 통신 시스템을 위해 소형 크기 유지와 함께 높은 효율을 달성할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 안테나는 2.586 GHz에서 99.06%의 복사 효율을 달성하여 손실이 최소화됨을 나타낸다.
• 크로스슬롯 EBG 구조는 표면파를 효과적으로 억제하여 이득 향상과 향상된 이득에 기여한다.
• 최적의 프로브 푸시 위치는 복사 패턴 대칭성과 효율을 크게 향상시킨다.
• 단락 핀을 통한 스택드 패치 구조는 단일 층 설계에 비해 대역폭과 이득을 증가시킨다.
• 2.586 GHz에서의 복사 패턴은 안정적이고 방향성이 뛰어나 무선 통신에 적합하다.