KR101829816B1 - Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs - Google Patents
Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs Download PDFInfo
- Publication number
- KR101829816B1 KR101829816B1 KR1020160155403A KR20160155403A KR101829816B1 KR 101829816 B1 KR101829816 B1 KR 101829816B1 KR 1020160155403 A KR1020160155403 A KR 1020160155403A KR 20160155403 A KR20160155403 A KR 20160155403A KR 101829816 B1 KR101829816 B1 KR 101829816B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dipole
- double
- srr
- split
- quasi
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/28—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
- H01Q19/30—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
- H01Q5/25—Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 사용한 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to triple-band dual-dipole semi-azo antennas, and more particularly to triple-band dual-dipole quasi-azo antennas using a split-ring resonator (SRR).
분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)는 1999년 Pendry에 특정 주파수 대역에서 음의 투자율을 가지는 메타물질로 처음 소개되었다. 일반적으로 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)는 원형이나 사각형의 얇은 두께의 고리의 한쪽에 갭(gap)이 있는 형태이며, 높은 품질 인자(quality factor)를 갖는 LC 공진회로로 등가화할 수 있다. 이러한 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)는 광학, 마이크로파 및 안테나 분야에서 활발히 연구되고 있다.A split-ring resonator (SRR) was first introduced in 1999 as a metamaterial with a negative permeability in a specific frequency band. In general, a split-ring resonator (SRR) is a type having a gap on one side of a thin ring of circular or square shape, and is equivalent to an LC resonance circuit with a high quality factor . Such split-ring resonators (SRRs) have been actively studied in the fields of optics, microwaves, and antennas.
최근 다양한 형태의 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)가 다중 대역 동작을 구현하기 위해 안테나 분야에 사용되고 있다. 근접하여 위치한 다른 크기의 두 개의 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 가지는 동일면 급전 직선 모노폴 안테나가 삼중 대역 동작을 위해 제안되었다. 또한, 슬롯이 있는 접지면과 기생 결합된 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)로 구성된 동일면 도파관(coplanar waveguide) 급전 삼중 대역 스롯 안테나도 제안되었다. 또한, 비 복사면을 따라 배치된 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 사용하여 다중 대역 정사각형 마이크로스트립(microstrip; MS) 패치 안테나를 설계하는 방법이 소개되었다. Recently, various types of split-ring resonators (SRRs) have been used in the field of antennas to implement multi-band operation. A single plane feed monopole antenna with two split-ring resonators (SRRs) of different sizes located close together has been proposed for triple-band operation. A coplanar waveguide feed triple-band slot antenna consisting of a slotted ground plane and a parasitic split-ring resonator (SRR) has also been proposed. In addition, a method of designing a multi-band square microstrip (MS) patch antenna using a split-ring resonator (SRR) arranged along a non-radiation plane has been introduced.
이중 대역 동작을 만들기 위해 기존의 스트립 형태의 도파기 대신에 한 쌍의 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)이 준-야기 안테나와 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)에 적용되었으나, 현재 삼중대역 동작을 얻기 위해 준-야기 안테나와 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)에 다중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 사용한 사례는 없다.A pair of split-ring resonators (SRRs) are used in place of the conventional strip-shaped waveguides to create dual-band operation. The dual-dipole quasi-Yagi antenna, DDQYA), but currently a split-ring resonator is used in a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) to obtain triple-band operation. SRR) has not been used.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 사용한 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a triple-band dual-dipole quasi-Gaussian antenna using a dual-directional split-ring resonator (SRR).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판의 전면에 형성되며 반사기 역할을 수행하는 접지면 반사기(R 0 ); 상기 접지면 반사기(R 0 )의 상부에 일정간격(a1) 이격되어 배치되는 제1 스트립 다이폴(D 1 ); 상기 제1 스트립 다이폴(D 1 )과 다른 길이를 가지며 상기 제1 스트립 다이폴(D 1 )의 상부에 일정간격(a2) 이격되어 배치되는 제2 스트립 다이폴(D 2 ); 상기 접지면 반사기(R 0 ), 상기 제1 스트립 다이폴(D 1 ) 및 상기 제2 스트립 다이폴(D 2 )을 연결하는 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로); 상기 제2 스트립 다이폴(D 2 ) 상부에 일정간격(ds1) 이격되어 배치되는 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S 1 ); 및 상기 접지면 반사기(R 0 )의 상부에 일정간격(ds2) 이격되어 배치되는 한 쌍의 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S 2 );를 포함하는 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a ground plane reflector ( R 0 ) formed on a front surface of a substrate and serving as a reflector; A first strip dipole ( D 1 ) arranged at an interval (al) above the ground plane reflector ( R 0 ); A second strip dipole D 2 having a length different from that of the first strip dipole D 1 and spaced a predetermined distance a 2 from the first strip dipole D 1 ; A coplanar strip line (CPS line) connecting the ground plane reflector ( R 0 ), the first strip dipole ( D 1 ) and the second strip dipole ( D 2 ); A pair of split-ring resonators ( S 1 ) spaced a predetermined distance (d s1 ) above the second strip dipole ( D 2 ); And a pair of ground plane split-ring resonators ( S 2 ) spaced a predetermined distance (d s2 ) above the ground plane reflector ( R 0 ). - Yagi antenna is provided.
또한, 상기 기판의 후면에는 MS선로(MicroStrip LINE)가 배치되며, Further, an MS line (MicroStrip LINE) is disposed on the rear surface of the substrate,
상기 MS선로(MicroStrip LINE)는, 상기 기판을 관통하는 단락 핀(via)을 통해 상기 기판의 전면에 형성된 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The MS line is electrically connected to the coplanar stripline (CPS line) formed on the front surface of the substrate through a shorting pin passing through the substrate.
또한, 상기 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S 1 )는, 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)를 사이에 두고 서로 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the pair of double split-ring resonators ( S 1 ) are arranged to be symmetrical with respect to each other with the coplanar strip line (CPS line) interposed therebetween .
또한, 상기 한 쌍의 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S 2 )는, 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)를 사이에 두고 서로 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The pair of ground-plane split-ring resonators ( S 2 ) are arranged symmetrically with respect to each other with the coplanar stripline (CPS line) interposed therebetween.
본 발명의 실시예에 따른, 이중-다이폴 준-야기 안테나는, 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 사용하여 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나를 달성할 수 있다.A dual-dipole quasi-zero antenna according to an embodiment of the present invention can achieve a triple band dual-dipole quasi-zero antenna using a split-ring resonator (SRR).
즉, 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 사용하여 GPS L2 (1.215 - 1.240 GHz), L1 (1.563 - 1.587 GHz) 및 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 동작하는 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)를 설계하였다. 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 두 번째 다이폴 위에 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 추가함으로써 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 원래 주파수 대역에 추가하여 저주파수에서 두 개의 새로운 공진 주파수 대역을 생성할 수 있다. 제안된 안테나는 삼중대역에서 7dBi 이상의 전후방비를 가지는 좋은 지향성을 가졌다.That is, a triple band duplexer operating in the GPS L2 (1.215-1.240 GHz), L1 (1.563-1.587 GHz) and 1.7-2.6 GHz bands using a dual in-direction split-ring resonator (SRR) A double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) was designed. Dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) by adding a pair of dual in-direction split-ring resonators (SRR) on the second dipole of the double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) In addition to the original frequency band of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), two new resonant frequency bands can be generated at low frequencies. The proposed antenna has good directivity with front / back ratio of 7 dBi or more in the triple band.
제안된 안테나 설계 방법은 다양한 무선 통신 시스템에서 다중 대역 지향성 안테나 설계에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.The proposed antenna design method is expected to be applicable to multi - band directional antenna design in various wireless communication systems.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna)의 구성도
도 2는 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 유무에 따른 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 성능을 비교한 도면
도 3은 접지면 SRR(S2)의 유무에 따른 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 E-면 복사패턴을 비교한 도면
도 4는 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 안쪽 SRR의 갭의 4가지 방향각(θs )을 나타낸 도면
도 5는 방향각(θs )의 변화가 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 입력 반사계수와 이득에 미치는 영향을 도시한 도면
도 6은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 시뮬레이션 표면 전류 분포를 나타낸 도면
도 7은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 사진
도 8은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 측정 성능을 나타낸 도면
도 9 , 도 9a, 도 9b는 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 1.228 GHz, 1.575 GHz 및 2.2 GHz 영역에서의 측정 복사패턴을 나타내 도면FIG. 1 is a block diagram of a tri-band double-dipole quasi-Yagi antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph comparing the performance of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) with and without a split-ring resonator (SRR)
FIG. 3 is a view comparing E-plane radiation patterns of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) according to presence or absence of a ground plane SRR (S 2 )
4 is a view showing four directions of angles (? S ) of the gap of the inner SRR of a split-ring resonator (SRR)
5 is a graph showing the influence of a change in the direction angle? S on the input reflection coefficient and gain of a proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA)
6 is a graph showing a simulated surface current distribution of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA)
7 is a photograph of a proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA)
8 is a diagram showing the measurement performance of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA)
9, 9A and 9B show measured radiation patterns in the 1.228 GHz, 1.575 GHz and 2.2 GHz regions of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA)
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.
이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 사용한 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나 (double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA) 설계 방법을 제안한다. We propose a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) design method using a split-ring resonator (SRR).
이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 두 번째 다이폴 위에 한 쌍의 이중 동일-방향 SRR가 추가되었고, 이것은 삼중대역 동작을 위해 저주파수에서 두 개의 새로운 공진을 발생시키는 역할을 한다. 이중 동일-방향 SRR의 안쪽 및 바깥쪽 SRR의 크기와 간격이 새로 발생되는 공진주파수의 위치를 결정한다. A pair of dual in-direction SRRs were added on the second dipole of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), which generates two new resonances at low frequencies for triple band operation It plays a role. The size and spacing of the inner and outer SRRs of the dual directional SRR determines the location of the newly generated resonant frequency.
이중 동일-방향 SRR을 추가하기 전의 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA) 동작 대역에서 이중 동일-방향 SRR은 도파기로 동작하며 대역폭과 이득을 향상시킨다. In a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) operating band before adding a dual directional SRR, the dual in-direction SRR acts as a waveguide and improves bandwidth and gain.
가장 낮은 공진주파수에서 다이폴의 길이가 접지면 반사기의 길이보다 길어서 주빔의 방향이 180도 반전되는 것을 방지하기 위해 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 접지면 반사기 위에 한 쌍의 SRR이 추가되었다. 제안된 개념은 시뮬레이션 결과와 제작된 안테나의 측정 결과를 비교하여 검증하였다.The ground plane reflector of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) is used to prevent the direction of the main beam from being inverted by 180 degrees because the length of the dipole is longer than the length of the ground plane reflector at the lowest resonance frequency. A pair of SRRs have been added above. The proposed concept is verified by comparing the simulation result with the measurement result of fabricated antenna.
즉, 삼중대역 동작을 위해 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 추가한 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)를 제안하였으며, That is, a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) with a double-in-one split-ring resonator (SRR) is proposed for triple-
이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)는 두 개의 길이가 다른 스트립 다이폴, 반사기 역할을 하는 접지면, 그리고 이들을 연결하는 동일면 스트립 (coplanar strip; CPS) 선로로 구성된다. A double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) consists of two strip dipoles, a ground plane serving as a reflector, and a coplanar strip (CPS) line connecting them .
이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)은 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 두 번째 다이폴 위에 추가되고, 그 크기는 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 원래 주파수 대역에 추가로 낮은 주파수에서 두 개의 공진을 발생시키기 위해 선택하였다. A dual split-ring resonator (SRR) is added on the second dipole of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), the size of which is double-dipole In addition to the original frequency band of the double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), it was chosen to generate two resonances at low frequencies.
새로 생성된 공진 주파수가 원래 주파수 대역보다 매우 낮으면 다이폴의 전기적 길이가 접지면 반사기의 길이보다 길어서 주 빔의 방향이 180도 반전된다. If the newly created resonance frequency is much lower than the original frequency band, the electrical length of the dipole is longer than the length of the ground plane reflector so that the direction of the main beam is inverted 180 degrees.
새로 생성된 공진 주파수에서 반사기의 전기적 길이를 증가시키기 위해 접지면 반사기 위에 한 쌍의 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 추가하였다. 상용 툴인 CST사의 Microwave Studio(MWS)를 이용하여 안테나의 특성을 시뮬레이션하고 설계 변수를 최적화하였다. A pair of split-ring resonators (SRRs) were added on the ground plane reflector to increase the electrical length of the reflector at the newly created resonant frequency. Microwave Studio (MWS), a commercial tool, CST, was used to simulate antenna characteristics and optimize design parameters.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna)의 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a tri-band double-dipole quasi-Yagi antenna according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 제안된 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 사용한 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA) 안테나의 구조는,1, the structure of a triple-band double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) antenna using a proposed dual in-direction split-ring resonator (SRR) ,
안테나가 인쇄된 기판의 전면에는 두 개의 길이가 다른 스트립 다이폴(D 1 및 D 2 ), 반사기 역할을 하는 접지면 반사기(R 0 ), 이중 동일-방향 SRR(S 1 ), 그리고 접지면 SRR(S 2 )로 구성된다. On the front face of the substrate on which the antenna is printed, two strip dipoles D 1 and D 2 with different lengths, a ground plane reflector R 0 serving as a reflector, a double directional SRR S 1 and a ground plane SRR S 2 ).
두 개의 스트립 다이폴(D 1 ,D 2 )과 접지면은(R 0 ) 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS)로 연결된다. The two strip dipoles ( D 1 , D 2 ) and the ground plane are connected to ( R 0 ) coplanar strip lines (CPS).
기판의 뒷면에는 MS선로(MicroStrip LINE; MS)가 있으며 끝부분을 단락시키기 위해 단락 핀(via)을 이용해 전면의 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS)의 한쪽과 연결된다. On the backside of the board is an MS line (MicroStrip LINE; MS) and is connected to one side of the coplanar strip line (CPS) on the front using a shorting pin to short the ends.
MS선로(MicroStrip LINE; MS)의 길이 즉 급전점의 위치를 조정하여 특성 임피던스 50오옴(Ω)인 MS선로(MicroStrip LINE; MS)와 광대역 정합을 시킬 수 있다. 이 때 단락이 종단된 MS선로(MicroStrip LINE; MS)와 슬롯선로는 내장형 밸런을 구성한다. By adjusting the length of the microstrip line (MS), that is, the feeding point, it is possible to perform broadband matching with a microstrip line (MS) having a characteristic impedance of 50 ohms (Ω). At this time, the MS line (MicroStrip LINE; MS) and the slot line terminating the short circuit constitute a built-in balun.
한 쌍의 이중 동일-방향 SRR(S1 )은 삼중 대역 동작을 위해 두 번째 스트립 다이폴(D2 ) 위에 대칭적으로 추가되며, 각각 두 번째 스트립 다이폴(D2 )의 끝단영역에 배치된다. 한 쌍의 이중 동일-방향 SRR(S1 )에 의해 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 원래 주파수 대역 보다 낮은 주파수에서 두 개의 공진이 발생한다. A pair of dual in-direction SRRs ( S 1 ) are symmetrically added over the second strip dipole ( D 2 ) for triplet band operation and are each placed in the end region of the second strip dipole ( D 2 ). Two resonances occur at a frequency lower than the original frequency band of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) by a pair of double-directional SRRs ( S 1 ).
이중 동일-방향 SRR(S1 )에서 고리의 방향은 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS)부터 바깥쪽 방향이다. 접지면(R0 ) 위에는 한 쌍의 접지면 SRR(S2 )을 추가하여 한 쌍의 이중 동일-방향 SRR(S1 )에 의해 생성된 두 공진 중에서 가장 낮은 공진 주파수에서 접지면 반사기(R0 )의 길이를 증가시켜 주빔의 방향이 반전되지 않도록 한다. 이때, 한 쌍의 접지면 SRR(S2 )은 접지면(R0 ) 위에 대칭적으로 추가되며, 각각 접지면(R0 )의 끝단영역에 배치된다. 한 쌍의 접지면 SRR(S2 )의 갭은 모두 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS 선로)의 중심으로부터 바깥쪽을 향하도록 형성된다.The direction of the ring in the double direction SRR ( S 1 ) is the outward direction from the coplanar strip line (CPS). A ground plane (R 0) formed on a pair of ground plane by adding the SRR (S 2) of a pair of double equal-side ground in the lowest resonance frequency of the two resonance generated by the direction SRR (S 1) the reflector (R 0 ) Is increased so that the direction of the main beam is not reversed. At this time, the ground plane of the pair of SRR (S 2) is added symmetrically on the ground plane (R 0), it is respectively arranged on the end region of the ground plane (R 0). The gaps of the pair of ground planes SRR ( S 2 ) are all formed to face outward from the center of the coplanar strip line (CPS line).
도 1에서 두 개의 스트립 다이폴(D 1 ,D 2 )의 길이와 폭은 각각 l 1, w 1, l 2, w 2이고, 첫 번째 다이폴(D 1 )과 접지면 반사기(R 0 ) 사이의 간격과 두 다이폴(D 1 ,D 2 ) 사이의 간격은 각각 a 1과 a 2이다. 접지면 반사기(R 0 )의 길이와 폭은 각각 l g와 w g이다. The length and width of the two strip dipoles D 1 and D 2 in FIG. 1 are l 1 , w 1 , l 2 and w 2 , respectively, and the length between the first dipole D 1 and the ground plane reflector R 0 The spacing and the spacing between the two dipoles ( D 1 , D 2 ) are a 1 and a 2, respectively. The length and width of the ground plane reflector ( R 0 ) are l g and w g, respectively.
슬롯선로의 중심으로부터 MS선로(MicroStrip LINE; MS)의 중심까지의 거리는 x f이고 접지면 반사기(R 0 )로부터 급전점까지 MS선로(MicroStrip LINE; MS)의 길이는 y f이다. 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS 선로)의 폭은 w cps이다. CPS 선로 내의 슬롯선로의 폭은 w s이다. The distance from the center of the slot line to the center of the MS line is x f and the length of the MS line from the ground plane reflector R 0 to the feed point is y f . The width of the coplanar strip line (CPS line) is w cps . The width of the slot line in the CPS line is w s .
이중 동일-방향 SRR(S 1 )의 바깥쪽 SRR의 길이와 폭은 각각 L s1, w s1이고, 안쪽 SRR의 길이와 폭은 각각 L s2, w s2이다. 바깥쪽 SRR과 안쪽 SRR의 갭은 각각 g s1, g s2이다. 바깥쪽 SRR과 안쪽 SRR의 간격은 d is이다. D 2 와 S 1 사이의 거리는 d s1이다. 한 쌍의 이중 동일-방향 SRR(S 1 )사이의 간격은 g d이다. The length and width of the outer SRR of the double direction SRR ( S 1 ) are L s1 and w s1 , respectively, and the length and width of the inner SRR are L s2 and w s2, respectively. The gaps between the outer SRR and the inner SRR are g s1 and g s2, respectively. The distance between the outer SRR and the inner SRR is d is . The distance between D 2 and S 1 is d s1 . The spacing between a pair of double-in-one SRRs ( S 1 ) is g d .
접지면 SRR(S 2 )의 길이와 폭은 각각 L s3, w s3이다. S 2 의 갭은 각각 g s3이다. 접지면 반사기(R 0 )와 접지면 SRR(S 2 ) 사이의 거리는 d s2이다. 안테나 설계에 사용된 기판은 FR4 기판(
GPS L2 (1.215 - 1.240 GHz), L1 (1.563 - 1.587 GHz) 및 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 동작하는 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)를 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)과 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 사용하여 설계하였고, A double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) operating in GPS L2 (1.215 - 1.240 GHz), L1 (1.563 - 1.587 GHz) and 1.7 - It is designed using a split-ring resonator (SRR) and a split-ring resonator (SRR)
최종 안테나의 설계 변수는 다음과 같다(단위는 mm): l 1 = 72, l 2 = 50.4, a 1 = 36, a 2 = 36, w CPS = 20, w g = 15, w 1 = w 2 = 7.5, w f = 3, w s = 0.7, d s1 = d s2 = 1, d is = 1.2, L s1 = 21, L s2 = 16.6, L s3 = 22.5, w s1 = w s2 = w s3 = 1, g s1 = g s2 = g s3 = 0.5, g d = 16.4, L = 90, W = 135, x f = 5, h = 1.6, y f = 21.The design parameters of the final antenna are as follows (in mm): l 1 = 72, l 2 = 50.4, a 1 = 36, a 2 = 36, w CPS = 20, w g = 15, w 1 = w 2 = 7.5, w f = 3, w s = 0.7, d s1 = d s2 = 1, d is = 1.2, L s1 = 21, L s2 = 16.6, L s3 = 22.5, w s1 = w s2 = w s3 = 1, g s1 = g s2 = g s3 = 0.5, g d = 16.4, L = 90, W = 135, x f = 5, h = 1.6, y f = 21.
도 2는 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 유무에 따른 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 성능을 비교한 도면이다. ( (a) 입력 반사계수, (b) 이득 )2 is a graph comparing the performance of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) with and without a split-ring resonator (SRR). ((a) input reflection coefficient, (b) gain)
도 2를 참조하면, 이중 동일-방향 SRR(S 1 )과 접지면 SRR(S 2 )이 있을 때와 없을 때 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 입력 반사계수와 이득 특성을 비교하고 있다. Referring to FIG. 2, there is shown a schematic diagram of a proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) with and without a dual in-direction SRR ( S 1 ) and a ground plane SRR ( S 2 ) The input reflection coefficient and gain characteristics are compared.
참고로 주파수 대역폭을 계산하기 위하여 전압정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 기준이 사용되었다. For reference, a criterion with a voltage standing wave ratio (VSWR) of 2 or less was used to calculate the frequency bandwidth.
이중 동일-방향 SRR(S 1 )과 접지면 SRR(S 2 )가 없을 때 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)는 하나의 넓은 주파수 대역이 1.65 - 2.67 GHz에 존재하고 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 이득은 5.8 - 6.6 dBi이다. A double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) is used in one wide frequency range from 1.65 to 2.67 GHz when there is no double-directional SRR ( S 1 ) and no ground plane SRR ( S 2 ) And in the 1.7 - 2.6 GHz band the gain is 5.8 - 6.6 dBi.
한편, 이중 동일-방향 SRR(S 1 )과 접지면 SRR(S 2 )가 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)에 추가되면 두 개의 공진 주파수 대역이 1.225 - 1.231 GHz and 1.556 - 1.589 GHz에서 새로 생겨난다. On the other hand, when the double-directional SRR ( S 1 ) and the ground plane SRR ( S 2 ) are added to the double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), the two resonant frequency bands are 1.225 - 1.231 GHz and 1.556 - 1.589 GHz.
첫 번째 대역에서의 이득은 2.7 - 3.4 dBi이고, 두 번째 대역에서는 6.0 - 7.1 dBi 이다. S 1 과 S 2 가 없을 때 존재하던 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 원래 주파수 대역은 1.627 - 2.842 GHz로 대역폭이 조금 증가하고, 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 이득이 6.0 - 7.6 dBi이다.The gain in the first band is 2.7 - 3.4 dBi and in the second band is 6.0 - 7.1 dBi. The original frequency band of the double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) that existed in the absence of S 1 and S 2 was 1.627 - 2.842 GHz with a slight increase in bandwidth, and in the 1.7 - 2.6 GHz band The gain is 6.0 - 7.6 dBi.
도 3은 접지면 SRR(S2)의 유무에 따른 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 E-면 복사패턴을 비교한 도면이다.( (a) 1.228 GHz, (b) 1.575 GHz )Figure 3 is a double with and without the ground plane SRR (S 2) - dipole quasi-Yagi antenna (double-dipole quasi-Yagi antenna ; DDQYA). A diagram comparing the E- plane radiation pattern of ((a) 1.228 GHz , (b) 1.575 GHz)
도 3을 참조하면, 접지면 SRR(S 2 )이 있을 때와 없을 때 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 E-면 복사패턴 비교하고 있다. Referring to FIG. 3, the E-plane radiation patterns of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) are compared with and without the ground plane SRR ( S 2 ).
가장 낮은 공진 주파수인 1.228 GHz에서 한 쌍의 접지면 SRR(S 2 )이 없을 때 y축 방향인 주빔의 방향이, 한 쌍의 접지면 SRR(S 2 )이 추가되면 +y축 방향으로 반전됨을 알 수 있다. At the lowest resonant frequency of 1.228 GHz, when there is no pair of ground planes SRR ( S 2 ), the direction of the main beam in the y-axis direction is reversed in the + y-axis direction when a pair of ground planes SRR ( S 2 ) Able to know.
두 번째 공진 주파수인 1.575 GHz에서는 한 쌍의 접지면 SRR(S 2 )이 없을 때와 있을 때 패턴의 변화가 거의 없어 한 쌍의 접지면 SRR(S 2 )이 가장 낮은 첫 번째 공진 주파수에서만 영향을 미치는 것을 알 수 있다.At the second resonant frequency of 1.575 GHz, there is almost no pattern change when there is no pair of ground plane SRR ( S 2 ), so that the pair of ground plane SRR ( S 2 ) only affects the lowest first resonant frequency It can be seen that.
도 4는 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 안쪽 SRR의 갭의 4가지 방향각(θs )을 나타낸 도면 ( (a) θ s = 0o(동일-방향), (b) θ s = 90o, (c) θ s = 180o, (d) θ s = 270o,)이고, 4 is a double-split-ring resonator (split-ring resonator; SRR) diagram ((a showing the four directions each (θ s) of the inner SRR gap) θ s = 0 o (the same-direction), (b ) and θ s = 90 o, (c ) θ s = 180 o, (d) θ s = 270 o,),
도 5는 방향각(θs )의 변화가 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 입력 반사계수와 이득에 미치는 영향을 도시한 도면이다. ( (a) 입력 반사계수, (b) 이득 )5 is a graph showing the influence of a change in the direction angle? S on the input reflection coefficient and gain of a proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA). ((a) input reflection coefficient, (b) gain)
도 4 및 도 5를 참조하면, 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 안쪽 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 갭의 위치 변화를 나타내고 있다. 안쪽 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 갭의 위치는 방향각 θ s에 의해 표시된다. θ s = 0o, 90o, 180o, and 270o일 때 4가지 경우를 비교하였다. Referring to FIGS. 4 and 5, the positional change of a gap of an inner split-ring resonator (SRR) of a split-ring resonator (SRR) is shown. The position of the gap of the inner split-ring resonator (SRR) is indicated by the direction angle ? S. Four cases were compared when θ s = 0 ° , 90 ° , 180 ° , and 270 ° .
θ s = 0o일 때 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 갭은 모두 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS 선로)의 중심으로부터 바깥쪽을 향하게 되어 동일 방향이 되고, VSWR < 2인 주파수 대역이 1.225 - 1.231 GHz, 1.556 - 1.589 GHz, 1.627 - 2.842 GHz 세 곳에서 발생한다. 첫 번째와 두 번째 대역에서의 이득은 각각 2.7 - 3.4 dBi와 6.0 - 7.1 dBi이고, 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 이득이 6.3 - 6.9 dBi이다. When θ s = 0 o , the gap of the split-ring resonator (SRR) is directed in the same direction from the center of the coplanar strip line (CPS line), and VSWR < 2 frequency bands occur at 1.225 - 1.231 GHz, 1.556 - 1.589 GHz, and 1.627 - 2.842 GHz. The gains in the first and second bands are 2.7 - 3.4 dBi and 6.0 - 7.1 dBi, respectively, and the gain is 6.3 - 6.9 dBi in the 1.7 - 2.6 GHz band.
θ s가 90o가 되면, 첫 번째 주파수 대역은 1.028 GHz 근처의 낮은 주파수로 이동하나 임피던스 정합이 나빠진다. 두 번째 대역은 1.554 - 1.632 GHz로 증가한다. 세 번째 대역은 1.703 - 2.953 GHz로 높은 주파수로 이동한다. 첫 번째 대역의 중심주파수에서의 이득은 5.4 dBi이고, 두 번째 대역에서의 이득은 6.9 - 7.6 dBi이다. 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 이득은 5.0 - 6.7 dBi이다. When θ s is 90 ° , the first frequency band shifts to a lower frequency near 1.028 GHz but the impedance matching deteriorates. The second band increases to 1.554 - 1.632 GHz. The third band travels at a frequency as high as 1.703 - 2.953 GHz. The gain at the center frequency of the first band is 5.4 dBi and the gain at the second band is 6.9 - 7.6 dBi. In the 1.7 - 2.6 GHz band, the gain is 5.0 - 6.7 dBi.
θ s = 180o일 때는 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 안쪽 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 갭이 CPS 선로의 중심 쪽으로 향하게 되고, 첫 번째 주파수 대역이 없어진다. 두 번째 대역은 1.556 - 1.736 GHz로 증가하고, 세 번째 대역은 2.029 - 2.854 GHz로 높은 주파수로 이동하여 줄어든다. 두 번째 대역에서의 이득은 6.9 - 7.5 dBi이고, 2.0 - 2.6 GHz 대역에서 이득은 5.0 - 6.7 dBi이다. When θ s = 180 ° , the gap of the inner split-ring resonator (SRR) of the split-ring resonator (SRR) is directed towards the center of the CPS line and the first frequency band It disappears. The second band increases to 1.556 - 1.736 GHz, and the third band to 2.029 - 2.854 GHz. The gain in the second band is 6.9 - 7.5 dBi and the gain is 5.0 - 6.7 dBi in the 2.0 - 2.6 GHz band.
θ s = 270o일 때의 입력 반사계수 특성은 θ s = 90o일 때와 비슷하다. 첫 번째 주파수 대역은 1.028 GHz 근처의 낮은 주파수로 이동하나 임피던스 정합이 나빠지고, 두 번째 대역은 1.557 - 1.625 GHz로 증가한다. 세 번째 대역은 1.706 - 2.897 GHz로 높은 주파수로 이동한다. 첫 번째 대역의 중심주파수에서의 이득은 5.4 dBi이고, 두 번째 대역에서의 이득은 6.6 - 7.4 dBi이다. 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 이득은 4.5 - 6.6 dBi이다.The input reflection coefficient at θ s = 270 ° is similar to that at θ s = 90 ° . The first frequency band moves to a lower frequency near 1.028 GHz, but the impedance match deteriorates, and the second band increases to 1.557 - 1.625 GHz. The third band moves from 1.706 - 2.897 GHz to higher frequencies. The gain at the center frequency of the first band is 5.4 dBi and the gain at the second band is 6.6 - 7.4 dBi. The gain in the 1.7 - 2.6 GHz band is 4.5 - 6.6 dBi.
도 6은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 시뮬레이션 표면 전류 분포를 나타낸 도면이다. ( (a) 1.228 GHz, (b) 1.575 GHz )6 is a diagram showing a simulated surface current distribution of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA). ((a) 1.228 GHz, (b) 1.575 GHz)
도 6을 참조하면, 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 1.228 GHz와 1.575 GHz에서의 표면 전류 분포를 나타내고 있다. Referring to FIG. 6, the surface current distributions of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) at 1.228 GHz and 1.575 GHz are shown.
1.228 GHz에서는 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 바깥쪽 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)과 접지면에 전류 분포가 강하며 공진하고 있음을 알 수 있다. 반면에 1.575 GHz에서는 이중 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)의 안쪽 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)만 공진함을 알 수 있다.At 1.228 GHz, it can be seen that the current distribution on the outer split-ring resonator (SRR) of the split-ring resonator (SRR) and the ground plane is strong and resonant. On the other hand, at 1.575 GHz, only the split-ring resonator (SRR) of the split-ring resonator (SRR) resonates.
도 7은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 사진이다. ( (a) 전면, (b) 후면 )7 is a photograph of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA). ((a) front, (b) rear)
도 7을 참조하면, FR4 기판을 이용하여 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나의 크기는 90 mm (L) × 135 mm (W)이며, SMA 컨넥터로 급전되었다. Referring to FIG. 7, an antenna is fabricated using an FR4 substrate. The size of the fabricated antenna was 90 mm (L) × 135 mm (W), which was fed to the SMA connector.
제작된 안테나의 입력 반사계수와 이득은 네트워크분석기(Agilent사 N5230A)를 이용하여 측정하였다. The input reflection coefficient and gain of the fabricated antenna were measured using a network analyzer (Agilent N5230A).
도 8은 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 측정 성능을 나타낸 도면이다. ( (a) 입력 반사계수, (b) 이득 )8 is a diagram showing the measurement performance of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA). ((a) input reflection coefficient, (b) gain)
도 8을 참조하면, 안테나에서 측정된 입력 반사계수와 이득이 나타나 있다. 도 8의 (a)에 나타나 있듯이, 측정 결과 VSWR < 2 이하인 대역이 1.224 - 1.231 GHz, 1.563 - 1.608 GHz, 1.65 - 2.88 GHz1로 시뮬레이션 결과와 잘 일치함을 알 수 있다. Referring to FIG. 8, the input reflection coefficient and gain measured at the antenna are shown. As shown in FIG. 8 (a), the measurement results show that the bandwidth of VSWR <2 is 1.224 - 1.231 GHz, 1.563 - 1.608 GHz, and 1.65 - 2.88 GHz1.
제작된 안테나의 이득은 도 8의 (b)에 나타나 있다. 이득은 전파무반향실에서 측정하였다. 첫 번째 대역에서 측정 이득은 1.60 - 3.60 GHz 대역에서 1.9 - 2.5 dBi이고, 두 번째 대역에서 5.9 - 6.7 dBi이다. 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 측정 이득은 6.3 - 6.9 dBi이다.The gain of the fabricated antenna is shown in Fig. 8 (b). The gain was measured in an anechoic chamber. In the first band, the measurement gain is 1.9 - 2.5 dBi in the 1.60 - 3.60 GHz band and 5.9 - 6.7 dBi in the second band. The measurement gain in the 1.7 - 2.6 GHz band is 6.3 - 6.9 dBi.
도 9 , 도 9a, 도 9b는 제안된 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 1.228 GHz, 1.575 GHz 및 2.2 GHz 영역에서의 측정 복사패턴을 나타내 도면이다.9, 9A and 9B show measured radiation patterns in the 1.228 GHz, 1.575 GHz and 2.2 GHz regions of the proposed double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA).
도 9 , 도 9a, 도 9b를 참조하면, 1.228 GHz, 1.575 GHz 및 2.2 GHz에서 제작된 안테나의 E-면(x-y면)과 H-면(y-z면) 복사 패턴에 대한 측정 결과이며, 시뮬레이션 결과와 유사함을 알 수 있다. 또한, 제작된 안테나는 세 주파수 대역에서 측정된 전후방비가 7 dB이상으로 좋은 지향성을 가짐을 알 수 있다.Referring to FIGS. 9, 9A and 9B, measurement results of E-plane (xy plane) and H-plane (yz plane) radiation patterns of antennas manufactured at 1.228 GHz, 1.575 GHz and 2.2 GHz, . In addition, it can be seen that the antenna manufactured has good directivity in the front-to-back ratio measured in three frequency bands of 7 dB or more.
이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)을 사용하여 GPS L2 (1.215 - 1.240 GHz), L1 (1.563 - 1.587 GHz) 및 1.7 - 2.6 GHz 대역에서 동작하는 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)를 설계하였다. 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 두 번째 다이폴 위에 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator; SRR)를 추가함으로써 이중-다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 원래 주파수 대역에 추가하여 저주파수에서 두 개의 새로운 공진 주파수 대역을 생성할 수 있다. 제안된 안테나는 삼중대역에서 7dBi 이상의 전후방비를 가지는 좋은 지향성을 가졌다.A triple-band dual-dipole quadrature demodulator operating in GPS L2 (1.215 - 1.240 GHz), L1 (1.563 - 1.587 GHz) and 1.7 - 2.6 GHz bands using a double split- ring resonator (SRR) A double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) was designed. Dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) by adding a pair of dual in-direction split-ring resonators (SRR) on the second dipole of the double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA) In addition to the original frequency band of a double-dipole quasi-Yagi antenna (DDQYA), two new resonant frequency bands can be generated at low frequencies. The proposed antenna has good directivity with front / back ratio of 7 dBi or more in the triple band.
제안된 안테나 설계 방법은 다양한 무선 통신 시스템에서 다중 대역 지향성 안테나 설계에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.The proposed antenna design method is expected to be applicable to multi - band directional antenna design in various wireless communication systems.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
R 0 : 접지면 반사기
D 1 : 제1 스트립 다이폴)
D 2 : 제2 스트립 다이폴
CPS : 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)
S 1 : 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator)
S 2 : 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator)
MS : MS선로(MicroStrip LINE) R 0: Ground plane reflector
D 1: first strip dipole)
D 2: second strip dipole
CPS: Coplanar Strip Line (CPS track)
S 1: Double split-ring resonator
S 2: ground plane split-ring resonator
MS: MS line (MicroStrip LINE)
Claims (4)
상기 접지면 반사기(R0 )의 상부에 일정간격(a1) 이격되어 배치되는 제1 스트립 다이폴(D1 );
상기 제1 스트립 다이폴(D1 )과 다른 길이를 가지며 상기 제1 스트립 다이폴(D1 )의 상부에 일정간격(a2) 이격되어 배치되는 제2 스트립 다이폴(D2 );
상기 접지면 반사기(R0 ), 상기 제1 스트립 다이폴(D1 ) 및 상기 제2 스트립 다이폴(D2 )을 연결하는 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로);
상기 제2 스트립 다이폴(D2 ) 상부에 일정간격(ds1) 이격되어 배치되는 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S1 ); 및
상기 접지면 반사기(R0 )의 상부에 일정간격(ds2) 이격되어 배치되는 한 쌍의 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S2 );를 포함하고,
상기 한 쌍의 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S1 )는, 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)를 기준으로 서로 대칭되도록 배치되면서 각각 제2 스트립 다이폴(D2 )의 끝단영역에 위치되되, 각 이중 동일-방향 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S1 )의 갭은 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)의 중심으로부터 각각 바깥쪽을 향하게 되어 동일 방향으로 형성되며,
상기 한 쌍의 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S2 )는, 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip Line, CPS 선로)를 사이에 두고 서로 대칭되도록 배치되면서 각각 접지면 반사기(R0 )의 끝단영역에 위치되되, 상기 한 쌍의 접지면 분할-고리 공진기(split-ring resonator, S2 )의 갭은 모두 상기 동일면 스트립 선로(Coplanar Strip LINE; CPS 선로)의 중심으로부터 바깥쪽을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 삼중대역 이중-다이폴 준-야기 안테나.
A ground plane reflector ( R 0 ) formed on the front surface of the substrate and serving as a reflector;
A first strip dipole ( D 1 ) arranged at an interval (al) above the ground plane reflector ( R 0 );
A second strip dipole D 2 having a length different from that of the first strip dipole D 1 and spaced a predetermined distance a 2 from the first strip dipole D 1 ;
A coplanar strip line (CPS line) connecting the ground plane reflector ( R 0 ), the first strip dipole ( D 1 ) and the second strip dipole ( D 2 );
A pair of split-ring resonators ( S 1 ) spaced a predetermined distance (d s1 ) above the second strip dipole ( D 2 ); And
And a pair of ground-plane split-ring resonators ( S 2 ) spaced apart by a predetermined distance (d s2 ) above the ground plane reflector ( R 0 )
The pair of double split-ring resonators S 1 are disposed symmetrically with respect to the coplanar strip line (CPS line), and are connected to a second strip dipole D 2 , and the gap of each of the double split-ring resonators S 1 is directed outward from the center of the coplanar stripline (CPS line) And are formed in the same direction,
The pair of ground-plane split-ring resonators S 2 are disposed symmetrically with respect to each other with the coplanar strip line (CPS line) sandwiched therebetween. The ground plane reflectors R 0 , And the gap of the pair of ground plane split-ring resonators ( S 2 ) are all located outward from the center of the coplanar strip line (CPS line) Band dipole-dipole semi-diaphragm antenna.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160155403A KR101829816B1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160155403A KR101829816B1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101829816B1 true KR101829816B1 (en) | 2018-02-19 |
Family
ID=61387648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160155403A KR101829816B1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101829816B1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101997698B1 (en) | 2018-06-08 | 2019-07-09 | 국방과학연구소 | Dual-band quasi-yagi antenna |
| US11121477B2 (en) | 2019-11-20 | 2021-09-14 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Antenna apparatus |
| EP3886250A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-29 | CommScope Technologies LLC | Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands |
| KR102315385B1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-10-21 | 한화시스템 주식회사 | Resonant cavity antenna |
| CN113922063A (en) * | 2021-11-23 | 2022-01-11 | 电子科技大学 | Microstrip structure array capable of increasing antenna gains of different resonant frequency points and application thereof |
| US11637373B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-04-25 | Commscope Technologies Llc | Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands |
| KR102721832B1 (en) * | 2019-06-12 | 2024-10-25 | 주식회사 엘지유플러스 | Antenna apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101630674B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-06-15 | 동서대학교산학협력단 | Double dipole quasi-yagi antenna using stepped slotline structure |
-
2016
- 2016-11-22 KR KR1020160155403A patent/KR101829816B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101630674B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-06-15 | 동서대학교산학협력단 | Double dipole quasi-yagi antenna using stepped slotline structure |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101997698B1 (en) | 2018-06-08 | 2019-07-09 | 국방과학연구소 | Dual-band quasi-yagi antenna |
| KR102721832B1 (en) * | 2019-06-12 | 2024-10-25 | 주식회사 엘지유플러스 | Antenna apparatus |
| US11121477B2 (en) | 2019-11-20 | 2021-09-14 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Antenna apparatus |
| EP3886250A1 (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-29 | CommScope Technologies LLC | Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands |
| US11637373B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-04-25 | Commscope Technologies Llc | Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands |
| KR102315385B1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-10-21 | 한화시스템 주식회사 | Resonant cavity antenna |
| CN113922063A (en) * | 2021-11-23 | 2022-01-11 | 电子科技大学 | Microstrip structure array capable of increasing antenna gains of different resonant frequency points and application thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101829816B1 (en) | Tri-band Double-dipole quasi-Yagi antenna using Dual Co-directional SRRs | |
| Feng et al. | Dual-polarized filtering magneto-electric dipole antenna arrays with high radiation-suppression index for 5G new radio n258 operations | |
| US8384600B2 (en) | High gain metamaterial antenna device | |
| Sam et al. | Electrically small eighth-mode substrate-integrated waveguide (EMSIW) antenna with different resonant frequencies depending on rotation of complementary split ring resonator | |
| Dzagbletey et al. | Quarter-wave balun fed Vivaldi antenna pair for V2X communication measurement | |
| EP1684382A1 (en) | Small ultra wideband antenna having unidirectional radiation pattern | |
| Nahar et al. | Survey of various bandwidth enhancement techniques used for 5G antennas | |
| Wei et al. | Design of a dualband omnidirectional planar microstrip antenna array | |
| WO2019223318A1 (en) | Indoor base station and pifa antenna thereof | |
| CN105048079A (en) | Omnidirectional circular polarization plane antenna | |
| Anguera et al. | Dual frequency broadband microstrip antenna with a reactive loading and stacked elements | |
| Chen et al. | Compact dual-polarized filtering antenna based on differential feeding and double-layer metasurface | |
| KR101630674B1 (en) | Double dipole quasi-yagi antenna using stepped slotline structure | |
| Ramanujam et al. | Design of reflector based dipole antenna for sub-6GHz 5G applications | |
| Krishna et al. | A slotted UWB monopole antenna with single port and double ports for dual polarization | |
| Barzegari et al. | A dual-band dipole array antenna with fan-beam characteristics for c-and x-band applications | |
| CN111541018A (en) | High-gain steep filtering fusion duplex integrated antenna | |
| Jose et al. | Compact dual-band millimeter-wave antenna for 5G WLAN | |
| Goodwill et al. | Dual band CSSRR inspired microstrip patch antenna for enhancing antenna performance and size reduction | |
| WO2016101136A1 (en) | Multiband dielectric resonance mobile phone terminal antenna | |
| Kumar et al. | SIW resonator fed horn mounted compact DRA with enhanced gain for multiband applications | |
| Verma et al. | Monopole Cavity Resonator Antenna with AMC and Superstrate for 5G/WiMAX Applications. | |
| Li et al. | High gain omnidirectional dipole array antenna with slot coupler | |
| Xiao et al. | A self-packaged suspended coplanar waveguide leaf-shaped wideband filtenna | |
| Lu et al. | Design of high gain planar dipole array antenna for WLAN application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |