두 개의 슬롯을 가지는 고이득 이중대역 마이크로스트립 안테나

Abstract

본 논문에서는 고속이동체가 터널을 통과 할 때 터널 내의 전파환경에서 위성신호 중계를 위한 두 개의 Y 형태 슬롯을 가지는 이중 대역 마이크로스트립 안테나와 SHS 구조를 이용한 이중 대역 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 신호중계장치는 IEEE 802.11a/b 표준인 2.4∼2.483 GHz 대역과 5.725∼5.825 GHz 대역을 동시에 만족해야 하며, 높은 이득특성이 요구된다. 첫 번째로 제안한 두 개의 Y 형태 슬롯을 가지는 이중 대역 마이크로스트립 안테나는 이중 공진을 유도하기 위하여 큰 Y 형태 슬롯을 가지는 마이크로스트립 패치 안테나에 작은 역 Y 형태 슬롯을 추가한 구조로써, 큰 Y 형태 슬롯은 2.4 GHz 대역을, 작은 역 Y 형태 슬롯은 5.8 GHz 대역을 각각 유도한다. 그리고 접지면의 크기를 조절하여 공진 대역을 크게 변화시키지 않으면서 두 대역에서 유사한 이득을 가지도록 하였다. 측정결과 안테나는 VSWR<2를 기준으로 2.376∼2.492 GHz와 5.425∼6.055 GHz의 대역폭을 가지며, 낮은 쪽 중심주파수인 2.44 GHz에서 8.37 dBi와 높은 쪽 중심주파수인 5.57 GHz에서 8.38 dBi의 이득을 가진다. 다음으로 제안한 안테나는 안테나로부터 유전체로 인가된 전자기파가 공기와 기판 사이의 불연속에 의해 발생하는 표면파를 기판 가장자리까지 진행하는 것을 차단하는 soft/hard surface (SHS)를 추가한 구조이다. SHS는 802.11a/b 두 대역에서 모두 동작하며, 반사손실을 크게 변화시키지 않으면서 복사패턴을 향상시킨다. 측정결과 VSWR<2를 기준으로 2.384∼2.485 GHz와 5.238∼5.991 GHz의 대역폭을 가지며, 낮은 쪽 중심주파수인 2.43 GHz에서 10.32 dBi와 높은 쪽 중심주파수인 5.76 GHz에서 10.44 dBi의 이득을 가진다.