ATL을 이용한 마이크로스트립 패치안테나의 소형화

국문 초록 (Abstract)

마이크로스트립 패치안테나를 소형화하는 방법은 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 ATL(Artificial Transmission Line) 을 이용하여 안테나를 소형화하는 방법을 제시하고 그 타당성을 검증한다. 일반적인 패치 안테나를 N 등분해서 그 중 한 부분을 ATL로 변형시키고 변형시키기 전의 ABCD 파라미터와 변형시킨 후의 ABCD 파라미터가 같다는 조건에서 ATL로 변형시킨 치수를 결정하였다. 기존의 ATL이론은 N값이 높을수록 계산 결과가 정확하였지만 본 연구에서 제시한 ABCD 파라미터를 이용한 방법은 N값에 관계없이 정확한 계산결과를 얻을 수 있다.
ABCD 파라미터를 이용한 방법으로 ATL 안테나를 설계하고 시뮬레이션 및 제작을 한 후 특성을 살펴보았다. 측정된 결과는 시뮬레이션 결과와 좋은 일치를 보였으며, 이는 제안한 ATL 안테나의 타당성을 검증해준다. 본 연구에서 제시한 ATL을 이용한 소형 안테나는 개방 스터브의 특성임피던스, N, 그리고 전송선로의 특성임피던스의 변화에 따라 ATL 안테나 패치의 길이, 폭, 그리고 대역폭의 변화가 가능해진다는 것을 알아내었다. N이 증가하면서 대역폭이 증가하고, 전송선로의 특성임피던스가 높아지면서 패치의 길이는 작아 졌다.
ATL 안테나와 PIFA와 비교해보면 ATL 안테나는 일반적인 마이크로스트립 패치안테나와 같은 방법으로 제작이 가능하나 PIFA는 단락핀으로 인하여 제작하기 어렵기 때문에 제작비용이 상승한다. 또한 PIFA는 방사패턴의 빔 이 퍼지기 때문에 이득이 낮은 특성을 가지고 있다. 반면에 ATL 안테나는 방사패턴이 사각형 마이크로스트립 패치안테나와 비슷한 특성을 가지고 있다.
이와 같은 ATL안테나는 소형이면서 제작하기 쉽고 일반적인 마이크로스트립 패치안테나와 비슷한 특성을 가지고 있기 때문에 무선통신에서 응용을 위한 추가적인 연구가 이루어질 것으로 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 8
• 제 2 장 마이크로스트립 패치안테나 10
• 제 1 절 마이크로스트립 패치안테나의 특성 10
• 제 2 절 마이크로스트립 패치안테나의 소형화 12
• 제 3 장 ATL 이론 17
• 제 1 절 ATL 이론과 응용 17
• 제 2 절 ABCD 파라미터를 이용한 ATL 20
• 제 3 절 전송선 모델 24
• 제 4 장 ATL을 이용한 마이크로스트립 패치안테나의 특성 30
• 제 1 절 ATL 이론을 이용한 설계 30
• 제 2 절 제작 및 특성 측정 결과 32
• 제 3 절 기판 두께에 따른 대역폭의 변화 33
• 제 4 절 N 값에 따른 ATL 안테나의 특성 변화 34
• 제 5 절 ZoTL 값에 따른 ATL 안테나의 특성 변화 36
• 제 6 절 Stub line 임피던스 값에 따른 ATL 안테나의 특성 변화 37
• 제 5 장 ATL 안테나와 기존 마이크로스트립 안테나와의 비교 43
• 제 1 절 사각형 마이크로스트립 패치안테나와의 비교 43
• 제 2 절 PIFA와의 비교 44
• 제 3 절 Meandered line 패치안테나와의 비교 45
• 제 6 장 결론 51