Microstrip Patch Antenna Design by Lim and Oh

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임승균과 오동진이 작성한 2012년 전파및안테나공학 초고주파 안테나 최종설계결과 발표회 최고 발표자료

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Microstrip Patch Antenna Design by Lim and Oh

  1. 1. Microstrip PatchAntenna Design 학번 : 0760056,0760035 이름 : 임승균, 오동진
  2. 2. 목차1 Path Antenna , 2.4GHz 주파수 소개2. Path Antenna Design3. 결과4. Design Knowhow
  3. 3. 1.Path Antenna 2.4GHz 주파수 소개 Path Antenna 패치 안테나 용은 유전율이 낮고 두께 가 높은 기판이 유리하다. - 장점 : 작다, 가볍다, 싸다, 배열이(직 병렬) 쉽다. 분극 조절이 쉽다. - 단점 : BW를 넓히기가 어렵다. Coupling 을 많이 유도한다. 저전력이 다. 고주파 어레이에서 특성을 조절하 기가 어려워진다.
  4. 4. 1.Path Antenna 2.4GHz 주파수 소개*LTE란?롱텀에볼루션(Long Term Evolution)의 약자로 3세대 무선 표준화단체 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12 월 확정한 무선 고속 데이터 패킷 접속 규격 인 Release-8을 기반으로 핵심 기술인 OFDM(직교 주파수 분할 다중)과 MIMO(다 중입출력)를 이용하여 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)보다 12배 이상 빠른 속도로 통신 할 수 있다. 대역폭은 1.25 ~ 20MHz 이고 DL:100Mbps, UL:50Mbps.
  5. 5. 2. Patch Antenna Design 2-1. Substrate• 기판 종류 및 제원 Duroid 5880 DataSheet• 기판 선정 이유 이동통신용 Substrate는 loss가 약간 발생하여도 Cost문제로 저가 기판을 사용.• 선택시 고려사항 유전상수 : 유전체의 성질을 나타내는 기본 상수 손실율 : 교류 전류(AC)에 있어서 전력 손실의 측정 기준 두께 : 전류가 흐르는 안테나의 두께
  6. 6. 2. Patch Antenna Design 2-1. Substrate 설계방법 기판 이름,유전율,손실율
  7. 7. 2. Patch Antenna Design 2-2. Transmisson Line 전송 선로 MicroStrip Line : 동축 케이블 보다 간단하고 소형이 되므로, 초고주파 기기의 결합선로에 사용한다. MicroStrip Line의 설계 목적 동축선의 특성임피던스(Z0=50Ω)와 매칭시키기 위함. 부 하가 Z0와 같으면 도선에서의 반사가 이루어 지지 않음. Impedence Matching : 어떤 하나의 출력단과 입력단을 연결할때, 서로 다른 두 연결단의 임피던스차에 의한 반 사를 줄이려는 모든 방법
  8. 8. 2. Patch Antenna Design 2-2. Transmisson Line 설계 방법
  9. 9. 2. Patch Antenna Design 2-2. Transmisson Line 설계 방법
  10. 10. 2. Patch Antenna Design 2-3. Microstript Path Path Antenna Transmisson Line의 Z0(50 Ω)에 공진 시키기 위하여 W와 L 을 정해준다. Zin=Rin+JXin 에서 Xin을 0으로 하면 해당 주파수에서 안테 나는 순 저항으로 동작. 순 저항으로 만들어 준 이유는 안테나의 공진을 위함.
  11. 11. 2. Patch Antenna Design 2-3. Microstript Path 설계 방법 2) Define Model->Draw Metal Layers-> (-1.25,0,2.5,10)과(-25,10,50,40.43)->Setup Excitation의 포트1 설정
  12. 12. 2. Patch Antenna Design 2-3. Microstript Path 설계 방법 3)Xin(허수부)가 2.4KHz에서 0이므로 공진이 이루어 지도록 설계.
  13. 13. 2. Patch Antenna Design 2-4. Impedence Matching λg/4 Wg
  14. 14. 3. 결과 3-1 반사도-10dB지점에서의 폭이 안테나의 대역폭
  15. 15. 3. 결과 3-2 VSWR1이 되면 반사가 이루어 지지 않음.
  16. 16. 3. 결과 3-3 Input
  17. 17. 3. 결과 3-3 E-field단일 패치 안테나로 집속도가 넓게 나타났습니다.
  18. 18. 4. Design Knowhow 결과값이 다음과 같을 경우 Solve의 Point값 조절 point = 10 point = 15
  19. 19. 4. Design Knowhow Solve 실행 후 오류가 나면 Design을 다시 하면 정상 동작. Width와 Wave length는 간략 계산 이 고그래프는 맥스웰 방정식을 적용하여 오차발생은 불가피합니다.
  20. 20. Q&A
  21. 21. 감사합니다.

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