모서리 접지면 슬롯과 PIN 다이오드를 이용한 편파 변환 마이크로스트립 안테나

Abstract

본 논문에서는 모서리 접지면 슬롯과 PIN 다이오드를 이용하여 2.4 GHz에서 활용 가능한 편파 변환 특성의 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 정사각형 구조의 마이크로스트립 패치와 접지면에 위치한 두 쌍의 슬롯과 PIN 다이오드로 이루어져 있다. 제안된 안테나에서는 PIN 다이오드의 스위칭 특성을 이용하여 접지면 슬롯의 전기적 길이를 조정하였고, 이를 통해 선형 편파와 좌회전 편파, 우회전 편파 간의 변환 을 구현하였다. 또한 DC 바이어스 회로로 인한 접지면의 분리를 통해서 안테나는 크기 감소 효과를 얻었다. 안테나의 설계 주파수는 2.4 GHz이며, 선형 편파로 동작할 때에는 15 dB의 반사 손실과 59 MHz의 임피던스 대역폭을 가지고, 좌회전 원형 편파와 우회전 원형 편파시 각각 1.17 dB, 1.67 dB의 최소 축비 특성과 28 MHz, 32 MHz의 3-dB 축비 대역폭을 가진다. In this paper, a switchable circularly polarized microstrip patch antenna using PIN diodes and corner slots on ground plane is proposed at 2.4 GHz. The proposed antenna has a square microstrip patch and ground plane that consists of two pair of slots and PIN diodes. The electrical lengths of the slots are adjusted by using the switching characteristic of the PIN diode, so the polarization of the proposed antenna can be switchable between linear, left-handed(LH) and right-handed(RH). By separating the ground plane for the DC bias, the size reduction effect is also obtained. When the proposed antenna is operated as linear polarization, the return loss and impedance bandwidth are 15 dB, 59 MHz, and when operated as LH and RH polarization, the minimum axial ratio and 3-dB axial ratio bandwidth are 1.17 dB, 1.67 dB, 28 MHz, and 32 MHz, respectively.