이중 편파 특성을 갖는 기판 집적 도파관 캐비티-백 슬롯 안테나
Substrate Integrated Waveguide Cavity-Backed Slot Antenna having Dual Polarization Characteristics
- 주제(키워드) 기판집적도파관 , 캐비티-백 슬롯 안테나 , 이중 편파
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이해영
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000011571
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
현재 마이크로파 및 밀리미터파 분야에 적용되고 있는 안테나는 대표적으로 도파관 형태의 슬롯 안테나와 마이크로스트립 패치 안테나가 있다. 그러나 도파관 형태의 안테나는 시스템에서 큰 부피를 차지하고 정밀한 공정이 요구되며, 마이크로스트립 패치 안테나는 전자기 차폐성이 우수하지 못하며, 표면파를 억제하지 못하는 단점이 있다. 최근에는 이러한 전송선들의 장점을 활용하고, 단점을 개선하기 위해 일반적인 인쇄 회로 기판에 평행한 두 열의 메탈릭 비아 홀을 주기적으로 배열하여 구현한 기판 집적 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide)에 대한 연구가 진행되고 있다. 기판 집적 도파관은 제작이 용이하고, 낮은 비용으로 쉽게 구현할 수 있으며, 평면 회로와 쉽게 집적화가 가능하다. 이러한 기판 집적 도파관의 장점을 이용한 전이 구조, 여파기, 결합기, 위상 천이기 및 전력 분배기와 같은 응용 소자에 대한 연구가 활발히 보고 되었다. 본 논문에서는 우수한 교차 편파 특성과 일정한 격리도 및 경량화가 가능한 이중 편파 기판 집적 도파관 캐비티 백 슬롯 안테나를 제안한다. 제안된 구조는 다층으로 구성되어 있으며 안테나의 급전은 마이크로스트립 전송선 기반의 슬롯 커플링을 이용하였으며 기판 집적 도파관으로 캐비티를 구현하였다. 측정 결과, 입력 반사손실이 -10 dB이하를 가용주파수 대역으로 정의할 경우 대역폭은 0.12 %이고, 입력 포트 간 격리도는 -23 dB이하를 나타냈다. 방사 패턴 측정 결과 이득은 4.9 dBi, 교차 편파는 - 14.9 dB를 나타냈다. 제안된 안테나는 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 동작하는 회로의 집적화 및 성능 향상에 기여 할 것으로 기대된다. 또한 이중 편파를 이용하여 다양한 정보를 획득하는 영상레이더 안테나로서 활용될 가능성이 있다.
more목차
국문 요약
제 1 장 서 론 1
제 2 장 기판 집적 도파관 3
제 1 절 기판 집적 도파관의 구조와 원리 3
제 2 절 구형 도파관 내에서의 TE 모드 5
제 3 절 기판 집적 도파관의 장점 9
제 3 장 기존의 이중 편파 안테나 10
제 1 절 마이크로스트립 안테나 10
제 2 절 기판 집적 도파관 기반의 안테나 13
3.2.1 기존의 이중 편파 특성을 갖는 안테나 구조 13
3.2.2 기존의 이중 편파 특성을 갖는 안테나 해석 결과 18
제 4 장 이중 편파 특성을 갖는 기판 집적 도파관 안테나 21
제 1 절 기판 집적 도파관 기반 안테나의 장점 21
제 2 절 이중 편파 안테나 설계 23
4.2.1 기판 집적 도파관 기반의 이중 편파 안테나 구조 23
4.2.2 이중 편파 안테나의 설계 변수 25
4.2.3 제안된 구조의 해석 결과 28
4.2.4 제안된 구조의 제작 및 측정 결과 33
제 3 절 개선된 방사 이득을 갖는 이중 편파 안테나 설계 38
4.3.1 방사 이득이 개선된 이중 편파 안테나 구조 38
4.3.2 방사 이득이 개선된 이중 편파 안테나 구조 40
4.3.3 개선된 구조의 측정 결과 42
제 5 장 결 론 46
참고 문헌 47
Abstract 54
