독립된 접지면을 갖는 EBG 구조를 이용한 이중 대역 마이크로스트립 패치 안테나 사이의 격리도 향상

Abstract

본 논문에서는 UMTS Tx 대역(1.92~1.98 GHz)과 Rx 대역(2.11~2.17 GHz)에서 동작하는 이중 대역 E 슬롯 마이크로스트립 패치 안테나 사이의 격리도 향상을 위한 EBG 구조를 제안하였다. 제안된 EBG 구조는 이중 대역에서 두 안테나 사이의 격리도를 향상시키기 위하여 서로 다른 크기의 변형된 버섯 모양(mushroom-type) 구조로 단위 셀들을 배열하였다. 제안된 구조는 패치 안테나와 접지 면을 공유하지 않으며, 설계되어진 단위 셀의 크기는 각각 <TEX>$15.6mm{\times}4mm$</TEX>, <TEX>$17.4mm{\times}4mm$</TEX>이다. 제안된 안테나의 전체 크기는 <TEX>$210.5mm{\times}117mm$</TEX>이고, FR-4(비유전율=4.6, 기판 두께= 3.93 mm) 기판 상에 설계되어졌다. 제작된 안테나의 측정 결과, 제안된 EBG 구조의 사용으로 UMTS Tx 대역과 Rx 대역에서 각각 9 dB, 12 dB의 격리도 향상을 나타내었다. In order to enhance the isolation level between two dual-band E-slot microstrip patch antennas, EBG structure which operates in UMTS Tx(1.92~1.98 GHz) and Rx(2.11~2.17 GHz) band is proposed. The proposed EBG structure made with a periodic array of two different size EBG unit cells which has a modified mushroom-type for isolation improvement between two antennas. They do not share a common ground plane of the microstrip patch antenna. Overall size of the fabricated antenna is <TEX>$210.5mm{\times}117mm$</TEX>. The two different EBG unit cell sizes are <TEX>$15.6mm{\times}4mm$</TEX> and <TEX>$17.4mm{\times}4mm$</TEX>, respectively. It was etched on the FR-4 substrate(thickness=3.93 mm, <TEX>${\varepsilon}_r$</TEX>=4.6). The experiment results show that the isolation level between antennas in Tx/Rx band were improved by about 9 dB and 12 dB, respectively, through the use of the proposed EBG structure.